燃油控制系统的超前校正设计

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1、学号：0121111360109课程设计题目燃油控制系统的超前校正设计学院自动化学院专业电气工程及其自动化班级电气姓名张三指导教师肖纯2014年1月18日课程设计任务书学生姓名：张三专业班级：电气1101班指导教师：肖纯工作单位：自动化学院题目:燃油控制系统的超前校正设计初始条件：已知一燃油单位反馈系统的开环传递函数是要求静态速度误差系数为，相位裕量。要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）（1）分析满足静态速度误差系数条件的K的范围，用MATLAB作出满足初始条件的最小K值的系统伯德图，计算系统的幅值裕量和相位裕量。（2）在

2、系统前向通路中插入一相位超前校正环节，确定校正网络的传递函数。（3）用MATLAB画出未校正和已校正系统的根轨迹。（4）用Matlab对校正前后的系统进行仿真分析，画出阶跃响应曲线，计算其时域性能指标，绘制频率特性曲线。（5）对上述任务写出完整的课程设计说明书，说明书中必须进行原理分析，写清楚分析计算的过程及其比较分析的结果，并包含Matlab源程序或Simulink仿真模型，说明书的格式按照教务处标准书写。时间安排：任务时间（天）指导老师下达任务书，审题、查阅相关资料2分析、计算2编写程序1撰写报告2论文答辩1指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目

3、录摘要I1设计目的和设计任务及要求11.1设计目的11.2设计任务及要求12超前校正的基本原理23设计方案33.1校正前系统分析33.2选择校正方案44校正前后系统的根轨迹比较85系统校正前后的仿真分析10设计小结13参考文献14摘要随着社会生产力的的显著提高，自动控制技术在工业，农业，教育，航天，生物，医学，环境等方面发挥着重要作用。完成一个控制系统的设计任务，往往需要经过理论和实践的反复比较才可以得到比较合理的结构形式和满意的性能，在用分析法进行串联校正时，校正环节的结构通常采用超前校正、滞后校正、滞后超前校正这三种类型，也就是工程上常用的PID调节器。本次课设

4、采用的超前超前校正的基本原理是利用超前相角补偿系统的滞后相角，改善系统的动态性能，如增加相角裕度，提高系统稳定性能等，而由于计算机技术的发展，matlab在控制器设计，仿真和分析方面得到广泛应用。本次课设采用用Matlab软件对系统进行了计算机仿真，分析未校正系统的动态性能和超前校正后系统是否满足相应动态性能要求。关键字:超前矫正，串联矫正，仿真。I武汉理工大学《自动控制原理》课程设计说明书燃油控制系统的超前校正设计1设计目的和设计任务及要求1.1设计目的通过对燃油控制系统的分析，加强对控制系统的认识与了解，并通过本次设计掌握如何应用MATLAB进行超前校正。培养我

5、们分析、解决实际问题的能力。此外，使用MATLAB软件进行系统仿真，从而进一步掌握MATLAB的使用。1.2设计任务及要求初始条件：已知一燃油单位反馈系统的开环传递函数是要求静态速度误差系数为，相位裕量。要求完成的主要任务:(1)用MATLAB作出满足初始条件的最小K值的系统伯德图，计算系统的幅值裕量和相位裕量。(2)在系统前向通路中插入一相位超前校正，确定校正网络的传递函数。(3)用MATLAB画出未校正和已校正系统的根轨迹。(4)用Matlab对校正前后的系统进行仿真分析，画出阶跃响应曲线，计算其时域性能指标。(5)对上述任务写出完整的课程设计说明书，说明书中必

6、须进行原理分析，写清楚分析计算的过程及其比较分析的结果，并包含Matlab源程序或Simulink仿真模型，说明书的格式按照教务处标准书写。16武汉理工大学《自动控制原理》课程设计说明书2超前校正的基本原理超前校正就是在前向通道中串联传递函数为的校正装置，其中a，T为可调。从超前校正的零、极点分布可见，零点总是位于极点右边，改变a和T的值，零、极点可以位于s平面实轴上的任意位置，从而产生不同的校正效果。从伯德图还可以看出,超前校正装置对中频段的输入信号有微分作用,在该频率范围内，超前校正具有超前相角，超前校正名称由此可得。超前校正的基本原理就是利用超前相角补偿系统的

7、滞后相角，改善系统的动态性能,如增加相角裕度，提高系统稳定性等。16武汉理工大学《自动控制原理》课程设计说明书3设计方案3.1校正前系统分析(1)根据稳态误差要求，确定系统的K值（1）由式（1）Kv10得K10(2)利用已确定的K，计算未校正系统的相角裕度和幅值裕度并绘制伯德图取K＝10，则Matlab源程序如下：G1=tf([10],[10]);G2=tf([1],[0.251]);G3=tf([1],[0.11]);G12=series(G1,G2);sys1=series(G12,G3);margin(sys1)%幅值裕度，相角裕度，幅值裕度相应的频率，相