【正文】 ）式（42）中2) 根據(jù)穩(wěn)態(tài)誤差要求計算增益K （43）所以于是： 3) 在MATLAB中畫出的Bode圖：圖19 由圖19可以看出，系統(tǒng)的相角裕量為0176。，根據(jù)設計要求，系統(tǒng)的相角裕量為50176。，因此需要增加的相角為50176。，增加超前校正裝置會改變Bode圖的幅值曲線，開環(huán)截止頻率會增加，因此必須對開環(huán)截止頻率增加所造成的相位滯后增量進行補償，實際需要增加的相角裕量為55176。4)計算超前校正網(wǎng)絡參數(shù)：= （44） （45） 在圖19中找到的點，該點的頻率就是校正后系統(tǒng)的截止頻率，即，該頻率就是超前校正網(wǎng)絡最大超前角處對應的頻率，也即是系統(tǒng)校正后的截止頻率。5)計算超前校正網(wǎng)絡的另一個參數(shù)T （46）， 由此得到的校正裝置為： 校正后的傳遞函數(shù)為：6)畫出校正后系統(tǒng)的Bode圖圖20圖21 從圖20和圖21可知，校正后的系統(tǒng)相角裕量和幅值裕量符合設計要求，根據(jù)奈奎斯特判據(jù)可知校正后的系統(tǒng)穩(wěn)定?，F(xiàn)在分析系統(tǒng)的動態(tài)性能是否滿足要求。Matlab編程如下： num=[* **]。 den1=[ 0 ]。 den2=[1 ]。 den=conv(den1,den2)。 sys=tf(num,den)。 sys2=feedback(sys,1)。 t=0::20。 step(sys2,t) axis([0 1 0 2])。圖22從圖22可看到，系統(tǒng)的超調(diào)量較大，不理想，因此對其進行調(diào)整，經(jīng)過反復試探和分析，得到較好的參數(shù)如下：圖23 從圖21可看到，此時系統(tǒng)的超調(diào)量很小，調(diào)節(jié)時間短，穩(wěn)定性好，符合設計要求且性能指標良好。該控制器設計成功。 Simulink仿真仿真結(jié)構圖如下：圖24仿真結(jié)果如下：圖25由圖25能看到校正后系統(tǒng)的穩(wěn)定性，快速性和準確性都比較好，符合設計要求。5 PID控制分析經(jīng)典控制理論的研究對象主要是單輸入單輸出的系統(tǒng)，控制器設計時一般需要有關被控對象的較精確模型。PID 控制器因其結(jié)構簡單，容易調(diào)節(jié)，且不需要對系統(tǒng)建立精確的模型，在控制上應用較廣。 Simulink仿真結(jié)構圖如下：圖26 經(jīng)過反復試探和分析，得到當Kp=60,Ki=30,Kd=15時，系統(tǒng)的超調(diào)量較小，調(diào)節(jié)時間短，穩(wěn)定性好。仿真結(jié)果如下：圖276 總結(jié)1）兩種校正方法的比較：直線一級倒立擺根軌跡控制實驗中，閉環(huán)系統(tǒng)瞬態(tài)響應的基本特性與閉環(huán)極點的位置緊密相關，如果系統(tǒng)具有可變的環(huán)路增益，則閉環(huán)極點的位置取決于所選擇的環(huán)路增益，從設計的觀點來看，對于有些系統(tǒng)，通過簡單的增益調(diào)節(jié)就可以將閉環(huán)極點移到需要的位置，如果只調(diào)節(jié)增益不能滿足所需要的性能時，就需要設計校正器，常見的校正器有超前校正、滯后校正以及超前滯后校正等。 直線一級倒立擺頻率響應控制實驗中，系統(tǒng)對正弦輸入信號的響應，稱為頻率響應。在頻率響應方法中，我們在一定范圍內(nèi)改變輸入信號的頻率，研究其產(chǎn)生的響應。 頻率響應可以采用以下三種比較方便的方法進行分析，一種為伯德圖或?qū)?shù)坐標圖，伯德圖采用兩幅分離的圖來表示，一幅表示幅值和頻率的關系，一幅表示相角和頻率的關系；一種是極坐標圖，極坐標圖表示的是當ω從0變化到無窮大時，向量 Ge(jω) G(jω)的軌跡，極坐標圖也常稱為奈奎斯特圖，奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)使我們有可能根據(jù)系統(tǒng)的開環(huán)頻率響應特性信息，研究線性閉環(huán)系統(tǒng)的絕的穩(wěn)定性和相對穩(wěn)定性。2）我的感想： 通過本次課程設計，加深了我對相關知識的了解。更進一步的掌握了一些自動控制的基本方式、方法。體會到了自動控制在日常生活中應用。通過對matlab的使用和學習，對設計的控制器進行仿真，觀察仿真的Bode圖和奈奎斯特圖是否符合我的設計要求，更能明白自動控制的作用和意義，也理解了經(jīng)典控制理論在自動控制分析中發(fā)揮的作用，驗證所學的控制理論和算法，對所學課程加深了理解。為以后從事自動控制方面的工作和學習，打下了更加牢固的基礎，本次課程設計是不可多的機會。參考文獻：[1].涂植英，:重慶大學出版社,2005[2].:科學出版社,2001[3].Katsuhiko :電子工業(yè)出版社,2003[4].,2005[5].固高科技有限公司. 倒立擺與自動控制原理實驗,2005[6].Matlab/Simulink27