基于MATLAB进行控制系统的滞后-超前校正设计

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1、基于MATLAB进行控制系统的滞后-超前校正设计武汉理工大学《自动控制原理》课程设计说明书题目：用MATLAB进行控制系统的滞后一超前校正设计U录1滞后-超前校止设计冃的和原理...11.1滞后-超前校正设计目的•••・11.2滞后-超前校正设计原理••♦•12滞后-超前校正的设计过程22.1校正前系统的参数22.1.1用MATLAB绘制校正前系统的伯德图32.1.2用MATLAB求校正前系统的幅值裕量利相位裕量32.1.3用MATLAB绘制校正前系统的根轨迹42.1.4对校止前系统进行仿真分析52.2滞后-超前校正设计参数计算62.2.1选择校正

2、后的截止频率c62.2.2确定校正参数、T2和T162.3滞后-超前校正后的验证.…72.3.1用1ATLAB求校正后系统的幅值裕量和相位裕量72.3.2用MATLAB绘制校正后系统的伯徳图82.3.3用MATLAB绘制校正后系统的根轨迹92.3.4用MATLAB对校止前后的系统进行仿真分析103心得体会12参考文献13武汉理工大学《口动控制原理》课程设计说明书川MATLAB进行控制系统的滞后一超前校匸设计1滞后-超前校正设计tl的和原理1.1滞后-超前校正设计H的所谓校正就是在系统不可变部分的棊础上，加入适当的校正元部件，使系统满足给定的性能指

3、标。校正方案主要冇串联校正、并联校正、反馈校正和前馈校正。确定校正装置的结构和参数的方法主要有两类：分析法和综合法。分析法是针对被校正系统的性能和给宦的性能指标，首先选择合适的校正环节的结构，然后用校正方法确定校正坏节的参数。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、滞后校正和滞后-超前校正这三种类型。超前校正通常町以改善控制系统的快速性和超调量，但增加了带宽，而滞后校止町以改善超调量及相对稳泄度，但往往会因带宽减小而使快速性下降。滞后-超前校正兼用两者优点，并在结构设计时设法限制它们的缺点。1.2滞后-超前校止设计原理滞后-超前校

4、正RC网络电路图如图1所示。图1滞后-超前校1ERC网络1武汉理工大学《自动控制原理》课程设计说明书用MATLAB进行控制系统的滞后一超前校正设计1滞后-超前校正设计目的和原理1.1滞后-超前校正设计U的所谓校止就是在系统不町变部分的基础上，加入适当的校止元部件，使系统满足给定的性能指标。校正方案主要冇串联校正、并联校正、反馈校正和前馈校正。确定校正装置的结构和参数的方法主要有两类：分析法和综合法。分析法是针对被校正系统的性能和给定的性能指标，首先选择合适的校正坏节的结构，然后用校正方法确疋校正环节的参数。在用分析法进行串联校正时，校正坏节的结构通

5、常采用超前校正、滞后校正和滞后-超前校止这三种类型。超前校正通常可以改善控制系统的快速性和超调量，但增加了带宽，而滞后校正可以改善超调量及相对稳定度，但往往会因带宽减小而使快速性下降。滞后-超前校止兼用两者优点，并在结构设计时设法限制它们的缺点。1.2滞后-超前校正设计原理滞后-超前校正RC网络电路图如图1所示。图1滞后-超前校正RC网络1武汉理工人学《自动控制原理》课程设计说明书用MATLAB进行控制系统的滞后一超前校正设计1滞后-超前校正设计U的和原理1.1滞后-超前校止设计F1的所谓校正就是在系统不可变部分的基础上，加入适当的校正元部件，使系

6、统满足给定的性能指标。校止方案主要有串联校止、并联校止、反馈校止和前馈校止。确定校止装置的结构和参数的方法主要有两类：分析法和综合法。分析法是针对被校正系统的性能和给定的性能指标，首先选择介适的校止环节的结构，然后用校正方法确定校正环节的参数。在川分析法进行串联校正时，校正坏节的结构通常采川超前校正、滞后校正和滞后-超前校正这三种类型。超前校正通常可以改善控制系统的快速性和超调量，但增加了带宽，而滞后校正可以改善超调量及相对稳宦度，但往往会因带宽减小而使快速性下降。滞后-超前校正兼用两者优点，并在结构设计时设法限制它们的缺点。1.2滞后-超前校正设

7、计原理滞后-超而校正RC网络电路图如图1所示。图1滞后-超前校正RC网络1武汉理工大学《自动控制原理》课程设计说明书用命令margin(G)可以绘制出G的伯德图，并标出幅值裕量、和位裕量和对应的频率。用函数[kg,r,wg,wc]=margin(G)mJ'以求岀G的幅值裕量、相位裕量和幅值穿越频率。程序：num二[10];den=[0.5,1.5,1,0];G二tf(num,den);margin(G)[kg,r,wg,wc]二margin(G)得到的幅值裕量和相位裕量如图3所示。图3校正前系统的幅值裕量和相位裕量运行结果：kg二0.3000r=-

8、28.0814wg二1.4142wc=2.4253即幅值裕量h201g0.310.5dB,相位裕量=-28.0814oo2