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《自动控制原理-实验三--谭全、谢浩、张才秀》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、ChengduUniversityofInformationTechnology2012-2013学年第1学期院别：控制工程学院课程名称：自动控制原理实验名称：简单控制系统设计及Matlab实现实验教室：6111指导教师：付克昌小组成员（姓名，学号）：谭全2010072042张才秀2010072031谢浩2010072032实验日期：2012年12月18日评分：一、实验目的1、深刻理解串联超前网络和滞后网络对系统性能的调节作用；2、掌握串联超前和滞后校止网络的设计方法；3、学习并掌握计算机辅助控制系统设计方法；4、通过实验，总结串联超前和滞后校正的特点，以及对系
2、统性能影响的规律。二、实验任务及要求(-)实验任务如图(a)所示为大型卫星天线系统，为跟踪卫星的运动，必须保证天线的准确定位。天线指向控制系统采用电枢控制电机张动天线，其框图模型如图(b)所示。若要求：(1)系统在斜坡作用下的稳态误差小于10%；(2)系统相角裕度大于40度；(3)阶跃响应的超调量小于25%,调节时间小于2s。通过实验请完成卜•列工作:图(a)天线控制器-D(s)电机和天线105(0.15+1)(0.25+1)图(b)天线指向控制系统1、若不加校正网络，通过实验绘制系统阶跃响应曲线和开环bode图，观察系统能否满足上述性能指标要求。2、若G,s)
3、=K〃，通过绘制系统根轨迹图，确定使系统稳定的K”值范围；并通过实验研究仅调节参数K。是否能满足指标要求。要求至少选择三个K“值分别绘制阶跃响应曲线和bode图加以说明。3、设计合适的超前校正网络G's),使系统满足性能指标要求。并通过实验图形反映校止过程和实验结果。提示：如果一级超前无法满足要求，则可设计二级超前网络。4、设计合适的滞后校正网络G,s),使系统满足性能指标耍求。并通过实验图形反映校正过程和实验结果。5、列表说明超前校正和滞后校正的效果、优点、缺点、适用场合。n6、计算干扰D(s)=-对输出y($)的影响(可以假定/?(5)=0)o(-)实验要求
4、1、通过实验选择校正网络的参数使校正后的系统满足设计要求;2、通过实验总结超前校正、滞后校正的控制规律；3、总结在一定控制系统性能指标要求下，选择校正网络的原则；4、采用人工分析与MATLAB平台编程仿真结合完成设计实验任务。三、实验方案设计(含实验参数选择、控制器选择、仿真程序等)1•不加校正网络：%系统阶跃响应t=[0:0.01:10]num=[10];den=[0.020.310];[yxt]=step(num,den,t);plot(t,y,*k*);xlabel(1wnt1);ylabel(1Y(t)*);gridon;%系统开环波特图w=logspa
5、ce(-1,3,200);num=[10];z=conv([10],[0.11])；p=[0.21]:den=conv(zzp);sys=tf(num,den)bode(sys)gridon2.增加Gc(s)=Kp；%绘制跟轨迹num=[10];den=[0.020.310];sys=tf(num,den)rlocus(sys);rlocfind(sys)；rlocfind(sys)；gtext(1不稳定1)；gtext(*稳定*)；gridon;%根据跟轨迹图选取Kp的三个值为0.5,0.707,1.2绘制阶跃响应曲线t=[0:0.01:10]；numl=[5
6、];num2=[7.07];num3=[12];den=[0.020.310];[ylxt]=step(numlzdenzt);[y2xt]=step(num2,den,t);[y3xt]=step(num3,den,t);plot(t,yl,fkfztzy2zfrfztzy3,fbf);legend(TKp=O.5!,1Kp=O.7071z1Kp=l.21z4);xlabel(1wnt');ylabel(*Y(t)1);gridon;%绘制开环波特图w=logspace(-1,3,200);numl=[5];num2=[7.07];num3=[12];z=co
7、nv([10]z[0.11]);p=[0.21];den=conv(z,p);sysl=tf(numl,den);sys2=tf(num2,den);sys3=tf(num3,den);subplot(1,3,1)bode(sysl)title(1Kp=0.5!);gridonsubplot(1,3,2)bode(sys2)title(1Kp=0.7071);gridonsubplot(1,3,3)bode(sys3)title(*Kp=l.2*);gridon2.超前校正网络根据系统要求，求得满足系统的超前校正网络的增益KW1,出1题中原系统的波特图中可以找到
8、在w=3rad/s处，有
