計算機(jī)控制課程設(shè)計--串聯(lián)校正控制器設(shè)計(已修改)
2025-06-20 14:19 本頁面
【正文】 4 《計算機(jī)控制》課程設(shè)計報告 題目 : 串聯(lián)校正控制器設(shè)計 姓名 : 學(xué)號 : 2021 年 12 月 2 日 《計算機(jī)控制》課程設(shè)計任務(wù)書 學(xué) 號 班 級 學(xué) 生 指導(dǎo)教師 題 目 串聯(lián)校正控制器設(shè)計 設(shè)計時間 2021年 11 月 25 日 至 2021 年 12 月 2 日 共 1 周 設(shè)計要求 設(shè)計任務(wù)：（按照所選題目內(nèi)容填寫 ） 設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 ()( 1)( 4 )KGs s s s? ??，用根軌跡法設(shè)計串聯(lián)校正控制器，并采用模擬法設(shè)計數(shù)字控制器，使校正后的系統(tǒng)滿足：系統(tǒng)阻尼比為 ，無阻尼自然振蕩頻率 2rad/s。 方案設(shè)計： 1. 完成控制系統(tǒng)的分析、設(shè)計； 2. 選擇元器件 ,完成電路設(shè)計，控制器采用 MCS51系列單片機(jī) (傳感器、功率接口以及人機(jī)接口等可以暫不涉及 )，使用 Protel繪制原理圖； 3. 編程實現(xiàn)單片機(jī)上的控制算法。 報告內(nèi)容 : 1. 控制系統(tǒng)仿真和設(shè)計步驟，應(yīng)包含性能曲線、采樣周期的選擇、數(shù)字控制器 的脈沖傳遞函數(shù)和差分方程； 2. 元器件選型，電路設(shè)計，以及繪制的 Protel原理圖； 3. 軟件流程圖，以及含有詳細(xì)注釋的源程序； 4. 設(shè)計工作總結(jié)及心得體會； 5. 列出所查閱的參考資料。 指導(dǎo)教師簽字： 系（教研室）主任簽字： 2021 年 11 月 25 日 模擬控制器的設(shè)計 原系統(tǒng)的 開環(huán)傳遞函數(shù) 為( 1)( 4)Ks s s??，單位負(fù)反饋。 根據(jù) 題目要求， 系統(tǒng)阻尼比為 ，無阻尼自然振蕩頻率 2rad/s。因此期望主導(dǎo)極點(diǎn)為 21 1 3d n ns j j? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 用 Matlab 繪制其根軌跡如下圖所示： 1 5 1 0 5 0 5 10 1 5 1 05051015R o o t L o cu sR e a l A xi s ( se co n d s1)Imaginary Axis (seconds1) 圖 1 校正前系統(tǒng)的根軌跡 由上圖可知，期望閉環(huán)極點(diǎn)位于根軌跡左側(cè)，可以采用相位超前校正，使根軌跡左移。 由圖可見，開環(huán)幾點(diǎn)之一， 1s?? 正好位于期望閉環(huán)極點(diǎn) ds 垂線下的負(fù)實軸上，如果令校正裝置的零點(diǎn)設(shè)在緊靠 1s?? 這個開環(huán)極點(diǎn)的左側(cè) ，另 ?? ，這樣做往往能增大 ds 成為閉環(huán)主導(dǎo)極點(diǎn)的可能性。運(yùn)用 Matlab 編程 求出對應(yīng)于零點(diǎn) ?? 的極點(diǎn)為 5cp?? ，因此校正后系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為： ( 1 .2 )() ( 1 ) ( 2 ) ( 5 )KsGs s s s s?? ? ? ? 其根軌跡如圖 2所4 R o o t L o cu sR e a l A xi s ( se co n d s1)Imaginary Axis (seconds1) 2 5 2 0 1 5 1 0 5 0 5 10 1 5 1 05051015S yst e m : G
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