【正文】 b仿真 武漢理工大學(xué)《自動(dòng)控制原理》課程設(shè)計(jì) 1 太陽觀測(cè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 以 時(shí)域方法設(shè)計(jì)系統(tǒng)的控制器 根據(jù)設(shè)計(jì)要求 ， 若 將 系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 為 最基本的 單位負(fù)反饋的 二階系統(tǒng)。 當(dāng)輸入 單位 階躍信號(hào) 時(shí)，系統(tǒng)的靜態(tài)誤差為 )()(limK0sp sHsG??，得到 ??pK ，所以穩(wěn)態(tài)誤差 01 1ess ??? pK。 ?? ，可計(jì)算相角裕度為 ?? ? 。 g=tf(num,den)。 這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多 MATLAB 編程問題，通過和同學(xué)的討論和參閱資料書，問題終于得以解決。 grid； 圖 33 系統(tǒng)校正前的伯德圖 用 Matlab繪制校正后系統(tǒng)的伯德圖并求幅值裕度、相角裕度如圖 34所示，其代碼如武漢理工大學(xué)《自動(dòng)控制原理》課程設(shè)計(jì) 13 下： num=[3000]。 首先用 Matlab求校正前的靜態(tài)速度誤差系數(shù)，代碼 與運(yùn)行結(jié)果 如下： G=tf([20xx],[1 30 0])。 控制系統(tǒng)的誤差響應(yīng)為 : 當(dāng)時(shí)間趨于無窮時(shí)，誤差響應(yīng) 的穩(wěn)態(tài)值稱為穩(wěn)態(tài)誤差，以 標(biāo)志。式 ② 也可以寫作： )1T( K)( ?? sssG p 其中， ??2K n? 稱為開環(huán)增益， n21T ???為時(shí)間常數(shù)。在目前諸多控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法中，處于主導(dǎo)地位的是頻域設(shè)計(jì)方法和時(shí)域設(shè)計(jì)方法。 2— 測(cè)速負(fù)反饋控制 測(cè)速負(fù)反饋控制是通過引入輸出量 的倒數(shù)作為附加控制信號(hào)，來減小系統(tǒng)的超調(diào)量，如圖 13是測(cè)速負(fù)反饋系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖： ）（ n2n2ss ????E （ s ）R （ s ）C （ s ） sK t 圖 13 測(cè)速負(fù)反饋系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖 通過調(diào)整 tK 的大小，可以改變附加信號(hào)的強(qiáng)弱，采用測(cè)速負(fù)反饋時(shí)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 )2(1)2()(n22n??????????sssKsssGntn 閉環(huán)傳遞函數(shù)為 2n22n)2/1(2)(1 )()( nnt sKssG sGs ???? ? ??????? 引入測(cè)速負(fù)反饋控制后，系統(tǒng)的阻尼比為 ntd K ??? 21?? 武漢理工大學(xué)《自動(dòng)控制原理》課程設(shè)計(jì) 5 可見，測(cè)速負(fù)反饋控制增大了系統(tǒng)的阻尼比，從而有利于減小系統(tǒng)的超調(diào)量。39。 den=[1,30,20xx]。因此需對(duì)原系統(tǒng)增加串聯(lián)超前校正來增大系統(tǒng)的相角裕量，而串聯(lián)超前校 正不改變系統(tǒng)在單位斜坡輸入下產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)誤差，從而使所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)滿足頻域下的性能指標(biāo)。 margin(g)。 用 Matlab求校正后的靜態(tài)速度誤差系數(shù)，代碼與運(yùn)行結(jié)果如下： G=tf([120xx0],[1 490 0])。由于 )(ht 的穩(wěn)態(tài)值為 1，在計(jì)算上升時(shí)間時(shí)，令 1)(h ?t ，可得到： n21a r c c o s????? ?? ???drt 從理論上來說要精確計(jì)算是十分困難的，因?yàn)?)(th 曲線的收斂速度比比其包絡(luò)線要快，所以可以用包絡(luò)線代替響應(yīng)曲線進(jìn)行估算，所得結(jié)果略保守。 由開環(huán)傳遞函數(shù)可得： 302 n ??? （ 7） K20xx2n ?? （ 8） n2d 1 ??? ? （ 9） 由式 (7)、 (8)、 (9)可將 n? 、 ? 用含有 K 的式子表示： K20xxn ?? ， K20xx/15?? ，225K20xxd ?? ；阻尼角為： )2 0 0 0 K15/a r c c o sa r c c o s （?? ?? 。 時(shí)間安排 : 任務(wù) 時(shí)間（天） 審題、查閱相關(guān)資料 1 分析、計(jì)算 3 編寫程序 1 撰寫報(bào)告 2 論文答辯 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 系主任（或責(zé)任教師）簽名： 年 月 日 武漢理工大學(xué)《自動(dòng)控制原理》課程設(shè)計(jì)說明書 1 目錄 摘要 .................................................................................................................................................. I 以時(shí)域方法設(shè)計(jì)系統(tǒng)的控制器 ............................................................................................... 1 ........................................................................................................................... 1 .......................................................................................................... 1 .......................................................................................................... 2 ...................................................................................................... 2 .......................................................................................................... 2 .....................................