【正文】 環(huán)對(duì)數(shù)頻率曲線的一般步驟： 1） 首先將 G(jω )H (jω )改寫成基本環(huán)節(jié)相乘的形式； 2） 找出這些基本環(huán)節(jié)有關(guān)的轉(zhuǎn)折頻率； 3） 在轉(zhuǎn)折頻率之間以適當(dāng)?shù)男甭十嫵鲞@些漸近對(duì)數(shù)幅值曲線； 4） 在巳作好的漸近曲 線基礎(chǔ)上，加以適當(dāng)修正就可得到較為精確的曲線； 5） 各基本環(huán)節(jié)的相角曲線相加，就得到其相角曲線。 靜態(tài)誤差系數(shù) 靜態(tài)誤差系數(shù)有三個(gè)，分 別為靜態(tài)位置誤差系數(shù) Kp，靜態(tài)速度誤差系數(shù) Kv、靜態(tài)加速度誤差系數(shù) Ka。 時(shí)域動(dòng)態(tài)性指標(biāo) 通常以系統(tǒng)的階躍響應(yīng)來進(jìn)行描述，常用的時(shí)域動(dòng)態(tài)性指標(biāo)有延遲時(shí)間 td 、上升時(shí)間 tr 、 峰值時(shí)間 tp、超調(diào)量 Mp、調(diào)節(jié)時(shí) 間 ts、振蕩次數(shù) N等。 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 24 頁 共 54 頁 第三節(jié) 超前校正 圖 41 超前校正 傳 遞函數(shù)為：1RR RC,RT1TS1( S )G2121D???????????其中，TS 頻率特性為：????????????????00D01A0)0(A ( 0 )11)(G）（）（終點(diǎn)為極坐標(biāo)圖的起點(diǎn)為????????TjTjj 可以證明（ 1） 即相位角總是超前的；：）（ ,00 0?????? （ 2） 軌跡為上半圓。 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 25 頁 共 54 頁 第四節(jié) 滯后校正 圖 42 滯后校正 傳遞函數(shù)為： CRT,1R RR,1 1)(SG 22 211 ??????? ?? 其中TSTS 則頻率特性為：TTjj ???? j11)(G 1 ??? 極坐標(biāo)的起點(diǎn)為??? ??00(0)1A(0)? 終點(diǎn)為 00)(1)(A????? ???? 可以證明：（ 1） 即相位總是滯后的；：）（ ,00 0?????? （ 2） 軌跡為下半圓。一般用于動(dòng)態(tài)平穩(wěn)性要求嚴(yán)格或穩(wěn)態(tài)精度要求較高的系統(tǒng)。 在滯后校正中，我們利用的是滯后網(wǎng)絡(luò)在高頻 段的衰減特性，而不是相位滯后特性； 由于滯后網(wǎng)絡(luò)的衰減作用，使增益交界頻率移到低頻點(diǎn)，該點(diǎn)的相位裕量能夠滿足要求 。 超前校正對(duì)提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度作用不大，并且使系統(tǒng)抗高頻干擾的能力有所下降。 開環(huán)頻域指標(biāo)為開環(huán)增益 Ko、低頻段斜率 v、開環(huán)截至頻率 wc， 中頻段斜率 vc、中頻段寬度 h、幅值裕度 Lg、相位裕度 、高頻段衰減率 vh 等基于頻率特性的方法來作系統(tǒng)校正稱為頻率校正。 動(dòng)態(tài)誤差系數(shù) 動(dòng)態(tài)誤差系數(shù)也有三個(gè) ，分別為動(dòng)態(tài)位置誤差系數(shù) Kp，動(dòng)態(tài)速度誤差系數(shù) Kv、動(dòng)態(tài)加速度誤差系數(shù) Ka。 系統(tǒng)無差度ν 無差度是系統(tǒng)前向通路中積分環(huán)節(jié)的個(gè)數(shù)，它表示了系統(tǒng)對(duì)于給定信號(hào)的跟蹤能力的度量。 nyquist(num,den) 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 21 頁 共 54 頁 圖 336 原系統(tǒng)的 Nyquist圖 由原系統(tǒng)的奈奎斯特圖得知，該系統(tǒng)不存在右極點(diǎn)即 P=0，且在（ 1， j0）點(diǎn)，正穿 負(fù)穿 =0，所以該系統(tǒng)是穩(wěn)定的。)。 對(duì)數(shù)福相圖 對(duì)數(shù)幅相圖即 Nichol 曲線。 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 19 頁 共 54 頁 極坐標(biāo)圖 極坐標(biāo)圖即 Nyquist 曲線。當(dāng) ? 由 ????0 時(shí)，它展示了 G（ j? )幅值的變化規(guī)律。 頻率特性曲線有 3種表示形式，即對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖，極坐標(biāo)圖解和對(duì)數(shù)幅相圖。另外兩個(gè)指標(biāo)是對(duì)系統(tǒng)跟蹤能力的描述：超調(diào)量 PM 描述了系統(tǒng)的平穩(wěn)性，穩(wěn)態(tài)誤差 sse 描述了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。 圖 334 衰減振蕩曲線的包絡(luò)線 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 17 頁 共 54 頁 調(diào)整時(shí)間與閉環(huán)極點(diǎn)與虛軸的距離成反比，極點(diǎn)離虛軸越遠(yuǎn)，調(diào)整時(shí)間越短。 dpt ??? ， 即峰值時(shí)間 pt 為阻尼振蕩周期的一半。其主要性能指標(biāo)如下： 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 15 頁 共 54 頁 圖 331 二階欠阻尼系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng) （ 1） 上升時(shí)間 rt 上升時(shí)間 rt 指階躍響應(yīng) C(t)上升至穩(wěn)態(tài)值所需要的時(shí)間。 系統(tǒng)性能的描述，又可以分為動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能。 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 13 頁 共 54 頁 誤差計(jì)算 表（ 1） 穩(wěn)態(tài)誤差分析簡表 由系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)得知，此系統(tǒng)是 1 型 2 階系統(tǒng)， 所以 在輸入信號(hào) x(t)=5+t 作用下 靜態(tài)精度誤差 ?2 . 5 . 5 K1102???????KRReee fsvspss 所以，綜上所述： K 410 所以 k10000,滿足穩(wěn)定性要求 ,令 k=150 用 MATLAB 判定系統(tǒng)穩(wěn)定性 系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為： 75S0 .0 5 S 75G ( S)2 ??? num=[0 0 75]。 1 型系統(tǒng)施加斜坡信號(hào)時(shí)，當(dāng)時(shí)間趨于無窮大時(shí)，其穩(wěn)態(tài)誤差趨于常數(shù)值，且大小等于系統(tǒng)的開環(huán)增益 0K 的倒數(shù)。 IV：勞斯陣列的第一列系數(shù)出現(xiàn)的符號(hào)變換次數(shù)為右極點(diǎn)的個(gè)數(shù)。 II： 勞斯陣列的第一列系數(shù)出現(xiàn)了 0，則出現(xiàn)臨界穩(wěn)定，該系統(tǒng)具有純虛根，系統(tǒng)也是不穩(wěn)定的。 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 10 頁 共 54 頁 判據(jù) 負(fù)反饋系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是：系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)在 G(s)H(s)平面上， Nyquist 圍線的象曲線逆時(shí)針繞 (1,j0)點(diǎn)的圈數(shù) R 與 G(s)H(s)在右半平面極點(diǎn)的個(gè)數(shù) P相同。 圖 32 阻尼比參量根軌跡 阻尼比的大小決定了閉環(huán)極點(diǎn)在根平面的位置，反映了解的性質(zhì)；極點(diǎn)的實(shí)部的大小，決定了指數(shù)衰減的快慢；極點(diǎn)虛部的大小，則決定了系統(tǒng)響應(yīng)振蕩的快慢。 第五節(jié) 系統(tǒng)基本指標(biāo) ： 在輸入為 r（ t）＝ a＋ bt，（其中： a＝ 5 b＝ 1/ sec.） ess≤ 的前提下，要求動(dòng)態(tài)期望指標(biāo)： ； 2 5( % = % )sts??22=? 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 頁 共 54 頁 第二章 系統(tǒng)建模 第一節(jié) 各環(huán)節(jié)模型建立 由于比較器產(chǎn)生偏差，從而構(gòu)成控制，他可以構(gòu)成一個(gè)環(huán)節(jié)或者起到連接作用。在控制系統(tǒng)中，引用積分環(huán)節(jié)可以消除被控量的偏差。 在此次設(shè)計(jì)中，主要研究二階定常線性系統(tǒng)。雖然如此，仍可對(duì)各種控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)概括為 3 個(gè)方面，即穩(wěn)（定性），快（速性），準(zhǔn)（確性）。這種系統(tǒng)的響應(yīng)形狀只取決于輸入信號(hào)的形狀和系統(tǒng)的特性，與輸入信號(hào)施加的時(shí)刻無關(guān)。由于校正方式加入系統(tǒng)的方式不同，所起的作用不同，名目眾多的校正設(shè)計(jì)問題或動(dòng)態(tài)補(bǔ)償器設(shè)計(jì)問題，成了控制理論中一個(gè)極其活躍的領(lǐng)域，而且它是最有實(shí)際應(yīng)用意義的內(nèi)容之一。 系統(tǒng)的校正性問題，是一種原理性的局部設(shè)計(jì)。但是近代控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問題已經(jīng)突破了上述的傳統(tǒng)觀念，例如，近 代的不穩(wěn)定飛行對(duì)象的設(shè)計(jì)，就是事先考慮了控制的作用，亦即控制對(duì)象不是不可改變的部分了，而是對(duì)象與控制器進(jìn)行的一體化的設(shè)計(jì)。即使是高階系統(tǒng)，在簡化系統(tǒng)分析的情況下有許多也可以近似成二階系統(tǒng)來進(jìn)行分析。 在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，按階數(shù)分類，可以分為一階，二階，三階，四階，高階等。否則系統(tǒng)無法正常工作，甚至可能導(dǎo)致設(shè)備毀壞，造成重大損失。 plex frequency domain transfer function, structure diagram。 自動(dòng)控制原理課程設(shè)計(jì)是該課程的一個(gè)重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，它既有別與畢業(yè)設(shè)計(jì)，更不同于課堂教學(xué)。 在控制系統(tǒng)的分析與綜合設(shè)計(jì)中，首先要建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。實(shí)際系統(tǒng)中存在多種不同類型的系統(tǒng)。 定義 為原二階系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)。 指導(dǎo)教師簽字： 汪紀(jì)鋒 年 月 日 系主任簽字： 年 月 日 備注：此任務(wù)書于第一學(xué)期第十六周前由系主任發(fā)放給指導(dǎo)教師，指導(dǎo)教師填寫完整后于下學(xué)期第一周內(nèi)交回各系，由各系進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并組織學(xué)生于第二周進(jìn)行選題，確定選題后，交至輔導(dǎo)員于第三周發(fā)放給學(xué)生。 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 編 號(hào)： 審定成績： 重慶郵電大學(xué) 移通學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 設(shè)計(jì)（論文）題目： 基于二階參考模型隨動(dòng)系統(tǒng)串聯(lián)校正 及仿真研究 單 位（系別） ： 自動(dòng)化系 學(xué) 生 姓 名 ： 馬強(qiáng) 專 業(yè) ： 電氣工程與自動(dòng)化 班 級(jí) ： 05130901 學(xué) 號(hào) ： 0513090125 指 導(dǎo) 教 師 ： 汪紀(jì)鋒 答辯組 負(fù)責(zé)人 ： 汪紀(jì)鋒 填表時(shí)間： 20 13 年 5 月 重慶郵電大學(xué) 移通學(xué)院 教務(wù)處制 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )任務(wù)書 設(shè)計(jì) (論文 )題目 基于二階參考模型 隨動(dòng)系統(tǒng)串聯(lián)校正設(shè)計(jì) 及仿真研究 學(xué)生姓名 馬強(qiáng) 系別 自動(dòng)化系 專業(yè) 電氣工程與自動(dòng)化 班級(jí) 0