【正文】 武漢理工大學(xué)《自動(dòng)控制原理》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 21 參考文獻(xiàn) [1] 胡壽松 .自動(dòng)控制原理 .北京 :科學(xué)出版社 ,2021 [2] 吳曉燕 ,張雙選 .MATLAB 在自動(dòng)控制中的應(yīng)用 .西安 :西安 電子科技大學(xué)出版社 ,2021 [3] 王萬(wàn)良 .自動(dòng)控制原理 .北京 :高等教育出版社 ,2021. [4] Richard ,Robert Control Jersey:Pearson Education,Inc, [5] 鄒伯敏 .自動(dòng)控制理論 第 3 版 .機(jī)械工業(yè)出版社 本科生課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表 姓 名 性 別 男 專業(yè)、班級(jí) 課程設(shè)計(jì)答辯或質(zhì)疑記錄： 成績(jī)?cè)u(píng)定依據(jù)： 評(píng) 定 項(xiàng) 目 最高分限 評(píng)分成績(jī) 1．選題合理、目的明確 10 2．設(shè)計(jì)方案正確、具有可行性、創(chuàng)新性 20 3．設(shè)計(jì)結(jié)果 （ 例如： 系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 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(jì)報(bào)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(píng)定成績(jī)（以優(yōu)、良、中、及格、不及格評(píng)定） 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 。 在寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)的過(guò)程中，我的論文排版能力也的到了提高，在排版過(guò)程中我遇到了很多問(wèn)題，比如公式、圖片無(wú)法與論文正文相協(xié)調(diào)，還有關(guān)于頁(yè)腳頁(yè)眉頁(yè)碼方面的問(wèn)題，我通過(guò)廣泛查閱網(wǎng)上資料，逐一將這些問(wèn)題解決了，知道了如何高效的排版，我想這些對(duì)我今后的工作和學(xué)習(xí)都會(huì)有很大的幫助。 由于課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中要求使用 MATLAB 軟件進(jìn)行仿真，這使我又學(xué)習(xí)了MATLAB 的相關(guān)知識(shí)，在用 MATLAB 進(jìn)行控制系統(tǒng)建模仿真的過(guò)程中，我發(fā)現(xiàn)這個(gè)軟件確實(shí)非常強(qiáng)大，平時(shí)用手畫根軌跡或者是幅頻相頻特性曲線時(shí)要花費(fèi)大量的時(shí)間，做大量的運(yùn)算，然而在 MATLAB 中只需要幾條簡(jiǎn)單的指令就可以將圖做的非常完美，這使我深刻理解了“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”這句話的含義。 從前后對(duì)比中可以看出，所得出的結(jié)論與串聯(lián)滯后 超前校正的特點(diǎn)一致，同時(shí)可以看出系統(tǒng)的各項(xiàng)性能指標(biāo)之間存在著矛盾的，比如超調(diào)量和調(diào)節(jié)時(shí)間，因此在實(shí)際的操作過(guò)程中應(yīng)綜合考慮校正網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn) 和所要達(dá)到的目標(biāo)，合理的選取校正網(wǎng)絡(luò)及參數(shù)，通常無(wú)法一次性達(dá)到要求，需反復(fù)的計(jì)算嘗試，這也是分析法 (又稱試探法 )的缺點(diǎn)之一。其中相角裕度的 增加意味著阻尼比增大，超調(diào)量減小，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能變好； 3) 校正后系統(tǒng)截止頻率從 。已校正系統(tǒng)單位階躍響應(yīng) 39。從圖中可以看出校正后系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)收斂于穩(wěn)態(tài)值 1，系統(tǒng)穩(wěn)定。已校正系統(tǒng)單位階躍響應(yīng) 39。已校正系統(tǒng)根軌跡圖 39。) 結(jié)果如下圖所示： 武漢理工大學(xué)《自動(dòng)控制原理》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 16 1 8 1 6 1 4 1 2 1 0 8 6 4 2 0 2 5 2 0 1 5 1 050510152025已校正系統(tǒng)奈氏圖R e a l A x i sImaginary Axis 圖 12 已校正系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)奈奎斯特曲線 從已校正系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)可以看出其沒(méi)有 s 右半平面的極點(diǎn)所以P=0,從圖中可以看出已校正系統(tǒng)開(kāi)環(huán)幅相特性曲線包圍 (1,j0)點(diǎn)零次，所以R=0,由幅角原理知閉環(huán)特征方程在 s 右半平面的零點(diǎn)數(shù) Z=PN=0，所以閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定。 2)運(yùn)用奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性 在 MATLAB 中繪制校正后系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)幅相特性曲線，在命令行中鍵入如下命令： sys1=tf(num1,den1) sys2=tf(num2,den2) sys3=series(sys1,sys2) nyquist(sys3) title(39。 2345 2 ????? ???? sssss sss () 所以已校正系統(tǒng)的閉環(huán)特征方程為： 102 3 53 8 2 9 )(39。) grid on 結(jié)果如下圖所示： 2 0 1 5 1 0505Magnitude (dB)104103102101100101102103 9 0 4 504590Phase (deg)校正裝置 bode 圖F r e q u e n c y ( r a d / s ) 圖 9 校正網(wǎng)絡(luò)的伯德圖 對(duì)已校正系統(tǒng)的驗(yàn)證及穩(wěn)定性分析 繪制已校正系統(tǒng)的伯德圖 將校正網(wǎng)絡(luò)與待校正系統(tǒng)的串聯(lián)后，利用 MATLAB 繪出已校正系統(tǒng)的伯德圖，鍵入如下命令： 武漢理工大學(xué)《自動(dòng)控制原理》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 13 %校正裝置 num1=conv([,1],[1,1]) den1=conv([,1],[,1]) sys1=tf(num1,den1) num2=10 den2=conv(conv([1,0],[1,1]),[,1]) sys2=tf(num2,den2) sys3=series(sys1,sys2) margin(sys3)%已校正系統(tǒng) bode 圖 [hdb3,r3,wx3,wc3]=margin(sys3) sys3_step=feedback(sys3,1) %求校正后系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù) sys3_bandwidth=bandwidth(sys3_step)%求校正后閉環(huán)系統(tǒng)帶寬頻率 結(jié)果如下圖所示 ： 圖 10 已校正系統(tǒng)的伯德圖 命令行中的結(jié)果為： hdb3 =； r3 =； wx3 =； wc3 = 因此校正后系統(tǒng)穿越頻率為 ，截止武漢理工大學(xué)《自動(dòng)控制原理》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 14 頻率為 。) 得到 = 武漢理工大學(xué)《自動(dòng)控制原理》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 12 于是串聯(lián)滯后 超前校正網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)為： ( 1 + 2 2 . 4 s ) ( 1 + s )( s ) =( 1 + 1 5 8 . 5 9 2 s ) ( 1 + 0 . 1 4 1 2 s )cG () 運(yùn)用 MATLAB 繪出校正網(wǎng)絡(luò)的伯德圖，命令行如下： %校正裝置 num1=conv([,1],[1,1]) den1=conv([,1],[,1]) sys1=tf(num1,den1) margin(sys1)%校正裝置 bode 圖 title(39。=? rad/s 可得如下方程： 4 1 r c t a r c t a