【正文】 。如果需要同 時改善系統的動態(tài)品質和穩(wěn)態(tài)精度，則可采用串聯滯后 超前校正。根軌跡法在系統中加入校正裝置，就是加入了新的開環(huán)零，極點，這些新的零 ,極點將使校正后的閉環(huán)根軌跡，也就是閉環(huán)極點，向有利于改善系統性能的方向改變，這樣可以做到使閉環(huán)零 ,極點重新布置，從而滿足閉環(huán)系統的性能要求。 在控制系統設計中 ,采用的設計方法一般依據性能指標的形式而定 .如果性能指標以單位階躍響應的峰值時間 ,調節(jié)時間 ,超調量 ,阻尼比 ,穩(wěn)態(tài)誤差等時域特征量給出時 ,可采用 時域法校正或根軌跡法校正 。但是當我真正開始動手來做這次課程設計時，我 才發(fā)現自己的想法是非常幼稚的。我們需要更多的思考，仔細想想所學知識的應用，各因素的相互制約關系，在工程計算中各性能指標的平衡等；我們更需要實踐，實踐不僅能夠檢驗理論，更可以幫助我們發(fā)現更多的問題，我們必須在不斷解決問題的過程中積累經驗，在專業(yè)方面有所成長；當然還有不可或缺的耐心和堅持，是任何事成功的基礎。 而最重要的，我想是在不斷地遇到問題、無法解決、反復嘗試、改換思路 方法、最終解決的過程中，自己對于自動控制這門課程，甚至是我們的自動化專業(yè)有了一種更加專業(yè)的態(tài)度。武漢理工大學《 自動控制原理 》課程設計說明書 20 6 心得體會 從本次課程設計中，我收獲了很多，在即將完成之時，心中帶著淡淡的喜悅，而更多的是一種謙卑的態(tài)度。 頻率法校正的應用較為普遍，由于應用伯德圖，使它具有清晰、直觀、簡便的優(yōu)點。 頻率法校正的優(yōu)缺點及適用條件 控制系統校正的方法有三種：時域法、根軌跡法和頻率法。同時，如果穩(wěn)態(tài)性能滿足指標，而動態(tài)性能未滿足要求，并希望降低頻帶寬度時，也可利用滯后校正來降低穿越頻率。本方案采用的超前校正，是用來提高系統的動態(tài)性能，而又不影響系統的穩(wěn)態(tài)精度的一種校 正方法。 武漢理工大學《 自動控制原理 》課程設計說明書 18 5 頻率法校正優(yōu)缺點及適用條件 頻率法超前校正的優(yōu)缺點及適用條件 本方案采用超前校正來改善系統性能，從前面的分析設計中可以總結出其作用。 校正前：上升時間 str ? ，調節(jié)時間 ?st ，超調量σ %=31%。相位截止頻率 Wg=,幅值裕度 GM=。 武漢理工大學《 自動控 制原理 》課程設計說明書 16 系統校正前后奈奎斯特圖 系統校正前后奈奎斯特圖如圖 42所示： 圖 42系統校正前后奈奎斯特圖 虛線為校正前圖像，實線為校正后圖像。 校正前： 截止頻率 Wc=,相位裕度 Pm=38176。 系統校正后的速度穩(wěn)態(tài)誤差系數 Kv=≤ 6，滿足題中條件。c?? 180176。 武漢理工大學《 自動控 制原理 》課程設計說明書 14 （ 4）由 求得 ?? （ 5）根據公式 ??? lg10)()( 39。 =50176。 **=38176。相位截止頻率 Wg=,幅值裕度GM=。 擴大系數后系統的單位階躍響應曲線如圖 33 所示： 圖 33擴大系數后系統的單位階躍響應曲線 讀圖可知，上升時間 str ? ，調節(jié)時間 ?st ，超調量σ %=31%。 擴大系數后系統的伯德圖、奈奎斯特圖和階躍響應曲線 擴大系數后系統的伯德圖如圖 31所示： 圖 31擴大系數后系統的波德圖 讀圖可知，此時截止頻率 Wc=,相位裕度 Pm=38176。 90176。速度穩(wěn)態(tài)誤差系數 ?vk 2，滿足題目中所要求的 ?vk 6，且相位裕度大于 50176。b39。r39。)。)。 %校正后開環(huán)單位階躍響應 曲線 grid on。 %校正前開環(huán)單位階躍響應曲線 hold on。 Wc=tf([Tz 1],[T 1]) %超前校正環(huán)節(jié)的傳遞函數 Wy_c=feedback(W*kc,1) %校正前開環(huán)系統傳遞函數 Wx_c=feedback(W*kc*Wc,1) %校正后開環(huán)系統傳遞函數 figure(1)。 %確定 a 的值 Mn=10*log10(alpha)。 %擴大系數后的開環(huán)頻率特性的幅值和相位值 Mag=20*log10(mag)。 %開環(huán)傳遞函數 kc=。如果由于系統各種固有非線性因素影響，或由于系統噪聲和負 載效應等因素的影響，使已校正系統不能滿足全部性能指標要求，則需要適當調整校正裝置的形式或參數，直到滿足全部性能指標要求為止。 由以上各式計算出校正裝置的參數 39。 武漢理工大學《 自動控 制原理 》課程設計說明書 7 求出校正裝置的最大超前相角 后，根據下式： （ 9） 求得α值。c? 未提出要求，可以從給出的相角裕度 39。顯然 39。閉環(huán)系統的穩(wěn)態(tài)性能要求，可以通過選擇已校正系統的開環(huán)增益來保證。 武漢理工大學《 自動控 制原理 》課程設計說明書 4 圖 21 系統校正前的波德圖 校正前系統的奈奎斯特圖 校正前系統的奈奎斯特圖如圖圖 22 所示： 圖 22系統校正前的奈奎斯特圖 此時截止頻率 Wc=,相位裕度 Pm=52176。 %校正前開環(huán)系統奈奎斯特圖 grid on。 figure(3)。 bode(W,39。r39。 den=conv([1 0],conv([ 1],[ 1]))。因此需引入校正裝置改善系統的性能。（ 四天 ） （ 5） 撰寫說明書 。 學 號： 0121111360618 課 程 設 計 題 目 基于頻率法的超前校正設計 學 院 專 業(yè) 班 級 姓 名 指導教師 課程設計任務書 學生姓名： 陳潔 專業(yè)班級： 自動化 1101 班 指導教師： 譚思云 工作單位： 自動化學院 題目 :基于頻率法的超前校正設計 初始條件： 已知系統的傳遞函數模型為： ))(( 2)(0 ssssG ??? 要求完成的主要任務 : （包括課程設計工作量及其技術要求，以及說明書撰寫等具體要求） 掌握采用頻率法設計超前校正裝置的具體步驟； 設計超前校正環(huán)節(jié)，使其校正后系統的靜態(tài)速度誤差系數 6?vK ，相角裕度為 ?50 ； Matlab 工具進行分析設計，并繪制校正前后系統的單位階躍響應曲線，開環(huán) Bode圖和 Nyquist 圖； 析比較采用校正前后的 Bode 圖和 Nyquist 圖，說明其對系統的各項性能指標的影響。（ 一天 ） （ 3） 熟悉 MATLAB 中的相關工具（ 一天 ） （ 4）