自動控制原理課程設(shè)計--線性控制系統(tǒng)的校正及分析-在線瀏覽
2024-07-31 13:38本頁面
【正文】 一般說來，串聯(lián)校正比并聯(lián)校正簡單。對于并聯(lián)校正，信號總是從功率較高的點傳輸?shù)焦β瘦^低的點，無須引入附加放大器，所需元件數(shù)目常比串聯(lián)校正為少。 4 一、課程設(shè)計應(yīng)達到的目的 、課程設(shè)計的題目 已知單位負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù) 0()( 1 ) ( 0 .2 5 1 )KGS S S S? ??，試用頻率法設(shè)計串聯(lián)校正裝置，要求校正后系統(tǒng)的靜態(tài)速度誤差系數(shù) 1vK 5s?? ，系統(tǒng)的相角裕度 045?? ，校正后的剪切頻率 2C rad s? ? 、課程設(shè)計的目的 1） 掌握自動控制原理的時域分析法，根軌跡法，頻域分析法，以及各種補償（校正）裝置的作用及用法，能夠利用不同的分析法對給定系統(tǒng)進行性能分析，能根據(jù)不同的系統(tǒng)性能指標要求進行合理的系統(tǒng)設(shè)計，并調(diào)試滿足系統(tǒng)的指標。 5 二、 課程設(shè)計的任務(wù)及要求 、課程設(shè)計的 任務(wù) 設(shè)計報告中，根據(jù)給定的性能指標選擇合適的校正方式對原系統(tǒng)進行校正（須寫清楚校正過程），使其滿足工作要求。最后還應(yīng)寫出心得體會與參考文獻等。要求程序執(zhí)行的結(jié)果中有校正裝置傳遞函數(shù)和校正后系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)，校正裝置的參數(shù) T， ? 等的值。繪制系統(tǒng)校正前與校正后的 Nyquist 圖，判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并說明理由？ 5)繪制系統(tǒng)校正前與校正后的 Bode 圖，計算系統(tǒng)的幅值裕量，相位裕量， 幅值穿越頻率和相位穿越頻率。 （ 2）根據(jù)取定的 k 值，做出未校正系統(tǒng)的開環(huán)漸近對數(shù)幅頻特性和相頻特性曲線， 確定未校正系統(tǒng)的剪切頻率 0C? ，相角裕度 0? 和幅值裕度 Kg 以檢驗性能指標是否滿足要求。 （ 4）校正環(huán)節(jié) Gc（ s） 參數(shù)的確定。 、 、設(shè)計部分 ⑴ 首先，由 題可知： 靜態(tài)速度誤差系數(shù) 5?vK ， 所以取 6?vK ， 則有： 6))(1(l i m)(l i m 0000 ???????? ?? Ksss KssGsK ssv 所以，該系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 ))(1( 6)( ??? ssssG ⑵ 確定未校正系統(tǒng)的剪切頻率 0C? ，相角裕度 0? 和幅值裕度 Kg。 ，幅值欲度 Kg=。并編寫求滯后校正器傳遞函數(shù)的 MATLAB 程序。 程序結(jié)果： 即對于校正后系統(tǒng)的 超前 校正補償器傳遞函數(shù)為： 107 )( ??? sssG c ⑷ 校驗系統(tǒng)校正后系統(tǒng)是否滿足題目要求。 四、用 MATLAB 軟件求特征根 、校正前系統(tǒng)傳遞函數(shù)的特征根 （ 1）系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為：))(1( 6)( ??? ssssG 程序： 結(jié)果： 所以 系統(tǒng)的閉環(huán)特征方程為： 23 ???? sss （ 2） Matlab 求特征根： 程序： 結(jié)果： 由以上結(jié)果可知：因為 校正前系統(tǒng) 單位負反饋的特征方程有右半平面的根， 所以 校正前的閉環(huán)系統(tǒng) 不 穩(wěn)定。 12 五、系統(tǒng)動態(tài)性能指 標的分析 、校正前動態(tài)性能指標的分析 校正前的開環(huán)傳遞函數(shù)為： ))(1( 6)( ??? ssssG （ 1） 單位脈沖響應(yīng)的分析 程序： 圖 校正前系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng) 13 （ 2） 單位階躍響應(yīng)的分析 程序： 圖 校正前系統(tǒng)代為階躍響應(yīng) 求動態(tài)性能參數(shù)： 要計算出階躍響應(yīng)動態(tài)性能參數(shù)，就編寫求解階躍響應(yīng) 動態(tài)性能參數(shù)的MATLAB 程序，其中調(diào)用了函數(shù) perf()， 保存在 \work\文件夾下，其中 key=1 時，表示選擇 5%誤差帶，當 key=2 時表示選擇 2%誤差帶。函數(shù)返回的是階躍響應(yīng)超調(diào)量sigma(即 σ)、峰值時間 tp、調(diào)節(jié)時間 ts。 14 cs=length(t)。 sigma= (mpyss)/yss tp=t(tf) %Count ts i=cs+1。 while n==0, i=i1。 elseif y(i)*yss, n=1。 elseif key==2, if i==1, n=1。 end。 t1=t(i)。 j=cs+1。 while n==0, j=j1。 elseif y(j)*yss, n=1。 elseif key==2, if j==1, n=1。 end。
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