【正文】 pt st ?%? 4% 首先用 Matlab繪制校正前系統(tǒng)的伯德圖 并求 幅值裕度、相角裕度如圖 33所示，其代碼如下 ： num=[3000]。 sG=tf([120xx0 0],[1 490 0])。 ??cc ?? 求得 sradc /39。設(shè)誤差帶為 ? ，包絡(luò)線進(jìn)入誤差帶的時間即可認(rèn)為是調(diào)節(jié)時間設(shè)誤差帶為 st ，則可得到： )1ln (1 2??? ????nst 對于 ?? 或者 ?? ，常采用以下公式計算調(diào)節(jié)時間： %5, ??ndst ?? 所以調(diào)節(jié)時間用含有 K 的式子表示為： ts KKt ??? 2 0 0 030 7 為滿足設(shè)計要求，可分別得到 武漢理工大學(xué)《自動控制原理》課程設(shè)計 7 %220xx2ss ??? Ke sKKt ts 0 0 030 7 ????? 5%%1 00% 21 ??? ?? dde ???? stndr r c c os2 ????? ?? ?? 借助 EXCEL 計算 ，當(dāng) 60?K 和 6000/23?tK 時能使太陽觀測控制系統(tǒng)在時域下滿足時域性能要求。采用測速負(fù)反饋控制后，由于閉環(huán)函數(shù)沒有零點，性能指標(biāo)的計算可以采用單位負(fù)反饋二階系統(tǒng)的性能指標(biāo)計算公式。 欠阻尼二階系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)為： 10),s in(1 11)(h 2 ?????? ? ???? ?? tet dtn （ 10） 上升時間是指 )(ht 第一次上升到穩(wěn)態(tài)值所需要的時間。 計算機的不斷普及和各工具軟件的不斷發(fā)展， Matlab已經(jīng)作為一個很強大的軟件而受到人們的廣泛應(yīng)用。 控制系統(tǒng)的時域性能指標(biāo)為： 斜坡輸入產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)誤差 ? 2% 階躍響應(yīng)的最大超調(diào) 5% 上升時間 ? 調(diào)節(jié)時間 ? 控制系統(tǒng)的頻域性能指標(biāo)為： 斜坡輸入產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)誤差 ? 1% 相位裕量大于 ?45 2. 用 Matlab 對校正前后的系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析，畫出階躍響應(yīng)曲線，計算 其時域性能指標(biāo) 。 單位負(fù)反饋的二階系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖 11所示： ）（ n2n2ss ????E （ s ）R （ s ）C （ s ） 圖 11 單位 二階系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖 其 開環(huán)傳遞函數(shù)為： )2()( n2n????? sssG p 其中， ? 是二階系統(tǒng)的阻尼比 ； n? 是自然振蕩頻率或無阻尼振蕩角頻率，簡稱為自然振蕩頻率或無阻尼振蕩頻率。 根據(jù)設(shè)計要求，添加比例 微分控制器或者測速負(fù)反饋控制器均能達(dá)到 增大系統(tǒng)的阻尼比 ? 的目的。 當(dāng)輸入信號為單位斜坡函數(shù)時，系統(tǒng)輸出量的拉氏變換式為 令 ， 對上式取拉氏反變換可得單位斜坡響應(yīng) 上式表明，欠阻尼二階系統(tǒng)的單位斜坡響應(yīng)由穩(wěn)態(tài)分量 和瞬態(tài)分組成。 超前網(wǎng)絡(luò)的相角為 將上式對 求導(dǎo)并令其為零，得最大超前角頻率 最大超前角 因為 ??45? 為控制系統(tǒng)要求的最小相角裕度，則有 ???? ??? om 為補償角是用于補償因超前校正裝置的引入，考慮到校正后截止頻率 將比校正前截止頻率 co? 略有增加，因而在 m? 計算公式中預(yù)先增加 5176。 輸入信號為單位斜坡信號時，其誤差傳遞系數(shù)為 1 0 0130 13 0 0 0)(lim 0 ????? ? ssGK sv 穩(wěn)態(tài)誤差為 ?? vss Ke 可以使得控制系統(tǒng)在頻域下滿足以下兩個條件： （ 1）單位斜坡輸入產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)誤差 ； （ 2）控制系統(tǒng)的相角裕度 11arcsin ??? aam?c?? aA c lg10)(lg20 ??? ?%1?sse武漢理工大學(xué)《自動控制原理》課程設(shè)計 10 MATLAB仿真分析 系統(tǒng)的時域分析 Matlab 中用函數(shù) dcgain（）計算系統(tǒng)的靜態(tài)誤差系數(shù)，通過對傳遞函數(shù)做適當(dāng)處理，也可用 dcgain（）來計算控制系統(tǒng)的靜態(tài)位置誤差系數(shù) pK ，靜態(tài)速度誤差系數(shù) vK ，靜態(tài)加速度誤差系數(shù) aK 。在求取控制系統(tǒng)的斜坡響應(yīng)時，通常利用階躍響應(yīng)功能函數(shù)。 margin(g)。對于自動控制這門專業(yè)性非常強的課程，更需要我們打好扎實的基本功。在此，對給過我?guī)椭乃型瑢W(xué)和指導(dǎo)老師表示忠心的感謝！ 武漢理工大學(xué)《自動控制原理》課程設(shè)計 15 參考文獻(xiàn) [1]胡壽松 .《自動控制原理》（第五版 ). 北京 : 科學(xué)出版社， 20xx. [2]王萬良 .《自動控制原理》 [M]. 北京 : 科學(xué)出版社， 20xx. [3]張平 .《 MATLAB基礎(chǔ)應(yīng)用簡明教程》 [M]. 北京 :北京航空航天大學(xué)， 20xx. [4]林雪松 .《 》 [M]. 北京 :機械工業(yè)出版社， 20xx. [5]劉衛(wèi)國 .《 MATLAB程序設(shè)計教程》 [M]. 北京 :水利水電出版社， 20xx. 武漢理工大學(xué)《自動控制原理》課程設(shè)計 16 本科生課程設(shè)計成績評定表 姓 名 劉爽 性 別 男 專業(yè)、班級 電氣 1205班 課程設(shè)計題目： 太陽觀測控制系統(tǒng)設(shè)計 課程設(shè)計答辯或質(zhì)疑記錄： 成績評定依據(jù)： 評 定 項 目 最高分限 評分成績 1．選題合理、目的明確 10 2．設(shè)計方案正確、具有可行性、創(chuàng)新性 20 3．設(shè)計結(jié)果（例如： 系統(tǒng) 設(shè)計 程序 、 仿真程序） 20 4．態(tài)度認(rèn)真、學(xué)習(xí)刻苦、遵守紀(jì)律 15 5．設(shè)計報告的規(guī)范化、參考文獻(xiàn)充分（不少于 5 篇） 10 6．答辯 25 總 分 100 最終評定成績（以優(yōu)、良、中、及格、不及格評定） 指導(dǎo)教師 簽字： 年 月 日