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《自动控制原理串联滞后校正装置课程设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、“自控原理课程设计”参考设计流程一、理论分析设计1、确定原系统数学模型；当开关S断开时，求原模拟电路的开环传递函数个G(s)。c)；w(gc、w2、绘制原系统对数频率特性，确定原系统性能：3、确定校正装置传递函数Gc(s)，并验算设计结果；设超前校正装置传递函数为：，rd>1)，则：¢cw处的对数幅值为L(¢cwm，原系统在w=¢cw若校正后系统的截止频率由此得：由，得时间常数T为：4、在同一坐标系里，绘制校正前、后、校正装置对数频率特性；二、Matlab仿真设计（串联超前校正仿真设计过程）注意：
2、下述仿真设计过程仅供参考，本设计与此有所不同。利用Matlab进行仿真设计（校正），就是借助Matlab相关语句进行上述运算，完成以下任务：①确定校正装置；②绘制校正前、后、校正装置对数频率特性；③确定校正后性能指标。从而达到利用Matlab辅助分析设计的目的。例：已知单位反馈线性系统开环传递函数为：≥450，幅值裕量h≥10dB，利用Matlab进行串联超前校正。¢g≥7.5弧度/秒，相位裕量¢cw要求系统在单位斜坡输入信号作用时，开环截止频率c)]、幅值裕量Gmw(g1、绘制原系统对数频率特性
3、，并求原系统幅值穿越频率wc、相位穿越频率wj、相位裕量Pm[即num=[20];den=[1,1,0];G=tf(num,den);%求原系统传递函数bode(G);%绘制原系统对数频率特性margin(G);%求原系统相位裕度、幅值裕度、截止频率[Gm,Pm,wj,wc]=margin(G);grid;%绘制网格线（该条指令可有可无）原系统伯德图如图1所示，其截止频率、相位裕量、幅值裕量从图中可见。另外，在MATLABWorkspace下，也可得到此值。由于截止频率和相位裕量都小于要求值，故采
4、用串联超前校正较为合适。图1校正前系统伯德图2、求校正装置Gc(s)（即Gc）传递函数L=20*log10(20/(7.5*sqrt(7.5^2+1)));=7.5处的对数幅值L¢cw%求原系统在rd=10^(-L/10);%求校正装置参数rdwc=7.5;T=sqrt(rd)/wc;%求校正装置参数Tnumc=[T,1];denc=[T/rd,1];Gc=tf(numc,denc);%求校正装置传递函数Gc(s)（即Ga）¢3、求校正后系统传递函数Gnuma=conv(num,numc);den
5、a=conv(den,denc);Ga=tf(numa,dena);%求校正后系统传递函数Ga4、绘制校正后系统对数频率特性，并与原系统及校正装置频率特性进行比较；求校正后幅值穿越频率wc、相位穿越频率wj、相位裕量Pm、幅值裕量Gm。bode(Ga);%绘制校正后系统对数频率特性holdon;%保留曲线，以便在同一坐标系内绘制其他特性bode(G,':');%绘制原系统对数频率特性holdon;%保留曲线，以便在同一坐标系内绘制其他特性bode(Gc,'-.');%绘制校正装置对数频率特性mar
6、gin(Ga);%求校正后系统相位裕度、幅值裕度、截止频率[Gm,Pm,wj,wc]=margin(Ga);grid;%绘制网格线（该条指令可有可无）校正前、后及校正装置伯德图如图2所示，从图中可见其：截止频率wc=7.5；)，校正后各项性能指标均达到要求。¥相位裕量Pm=58.80；幅值裕量Gm=infdB(即从MATLABWorkspace空间可知校正装置参数：rd=8.0508，T=0.37832，校正装置传递函数为。图2校正前、后、校正装置伯德图三、Simulink仿真分析（求校正前、后系
7、统单位阶跃响应）注意：下述仿真过程仅供参考，本设计与此有所不同。线性控制系统校正过程不仅可以利用Matlab语句编程实现，而且也可以利用Matlab-Simulink工具箱构建仿真模型，分析系统校正前、后单位阶跃响应特性。1、原系统单位阶跃响应原系统仿真模型如图3所示。图3原系统仿真模型系统运行后，其输出阶跃响应如图4所示。图4原系统阶跃向应曲线2、校正后系统单位阶跃响应校正后系统仿真模型如图5所示。图5校正后系统仿真模型系统运行后，其输出阶跃响应如图6所示。图6校正后系统阶跃向应曲线3、校正前、
8、后系统单位阶跃响应比较仿真模型如图7所示。图7校正前、后系统仿真模型系统运行后，其输出阶跃响应如图8所示。图8校正前、后系统阶跃响应曲线四、确定有源超前校正网络参数R、C值有源超前校正装置如图9所示。图9有源超前校正网络当放大器的放大倍数很大时，该网络传递函数为：（1）其中，，，“-”号表示反向输入端。该网络具有相位超前特性，当Kc=1时，其对数频率特性近似于无源超前校正网络的对数频率特性。根据前述计算的校正装置传递函数Gc(s)，与（1）式比较，即可确定R4、C值，即设计任务书中
