【正文】 系數(shù)等于開環(huán)增益的大小，所以0型系統(tǒng)在階躍信號輸入作用時的穩(wěn)態(tài)誤差也為常數(shù)。也就說，0型系統(tǒng)不能跟隨等速率信號。也就說，1型系統(tǒng)有跟蹤速率信號的能力，但是在跟隨過程中，只能實現(xiàn)有差跟蹤。 經(jīng)分析， 系統(tǒng)為Ⅰ型Ⅱ階系統(tǒng)，對于Ⅰ系統(tǒng)而言，它可以完全跟隨位置（階躍）信號，此時誤差為0；也可以跟隨速度（斜坡）信號，但存在一個恒定的誤差。den=[ 1 75]。第三節(jié) 動態(tài)性能分析 性能指標，是在分析一個控制系統(tǒng)的時候，評價系統(tǒng)性能好壞的標準。粗略地說，系統(tǒng)的全部響應(yīng)過程中，系統(tǒng)的動態(tài)性能表現(xiàn)在過渡過程完結(jié)之前的響應(yīng)中，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能表現(xiàn)在過渡過程完結(jié)之后的響應(yīng)中。本次研究二階系統(tǒng)。考慮 到不敏感區(qū)或者允許誤差，有時取為從穩(wěn)態(tài)值的10%上升至90%時所需要的時間。（2）峰值時間峰值設(shè)計指階躍響應(yīng)C（t)從運動開始至到達第一峰值的時間。（3）超調(diào)量超調(diào)量指系統(tǒng)響應(yīng)的第一峰值超出穩(wěn)態(tài)值的部分，將其取百分比，可以表為= 圖333 超調(diào)量與阻尼比關(guān)系曲線系統(tǒng)超調(diào)量僅與 有關(guān)， 越小，超調(diào)量越大。（4）調(diào)節(jié)時間調(diào)節(jié)時間指階躍響應(yīng)C（t)達到穩(wěn)態(tài)值的時間。（5）震蕩次數(shù)N（6）穩(wěn)態(tài)誤差穩(wěn)態(tài)誤差是當時間t趨于無窮是，系統(tǒng)希望的輸出與實際的輸出之差，表示為。其中，上升時間，峰值時間反映了系統(tǒng)的初始快速性，而調(diào)節(jié)時間反映了系統(tǒng)的總體快速性。．1動態(tài)平穩(wěn)性分析特征方程：D(S)==D（S）——閉環(huán)特征方程 ——為阻尼比——系統(tǒng)頻率% 不滿足要求調(diào)節(jié)時間太長 Bode圖映證頻域法是一種工程上廣為采用的分析和綜合系統(tǒng)的的間接方法。頻域法因彌補了時域法的不足，使用方便，適用范圍廣且數(shù)學(xué)模型容易獲得而得到了廣泛的應(yīng)用。在頻域分析法中，以控制系統(tǒng)的頻率特性作為數(shù)學(xué)模型，以波德圖或者其他圖表作為分析工具，來研究，分析控制系統(tǒng)的動態(tài)性能與穩(wěn)態(tài)性能。頻率特性的矢量表達式為，其中A（w)稱為頻率特性的幅頻特性， 是的函數(shù)。稱為頻率特性的相頻特性，也是的函數(shù)。對數(shù)幅頻特性L（)和對數(shù)相頻特性兩條曲線稱對數(shù)頻率特性，又稱為波德圖。頻率特性G（jw)是輸入信號頻率w的復(fù)變函數(shù)，系統(tǒng)的頻率特性表示為極坐標圖是當頻率從連續(xù)變化時，G(jw)端點的極坐標軌跡?？梢苑治龅贸觯€在范圍與內(nèi)，是以橫軸為鏡像的。它是將對數(shù)幅頻特性曲線和對數(shù)相頻特性曲線兩張圖，在角頻率w為參變量的情況下合成一張圖，即以相位為橫坐標，以20lgA(w)為縱坐標，以w為參變量的一種圖示法。s39。G=75/(s*(*s+1)) Transfer function: 75 s^2 + s bode(G) 圖335 原系統(tǒng)的波德圖原系統(tǒng)波德圖分析：由圖知，該系統(tǒng)的相頻特性曲線一直都在線之上，所以穩(wěn)定裕度0,且幅頻特性曲線曲線，系統(tǒng)很顯然是穩(wěn)定的。 den=conv([0 1 0],[0 1])。令對數(shù)幅頻特性L（）過0dB時的頻率為。令對數(shù)幅頻特性L（）過0dB時的頻率為，則定義相位裕度為，第四章 系統(tǒng)綜合設(shè)計第一節(jié) 穩(wěn)態(tài)性能指標 穩(wěn)態(tài)誤差ess 它是系統(tǒng)對于跟蹤給定信號準確性的定量指標。系統(tǒng)對于給定的信號能夠跟蹤還是不能跟蹤，有差跟蹤還是無差跟蹤等，是有系統(tǒng)的無差度來決定的。對于有差系統(tǒng)，其誤差與靜態(tài)誤差系數(shù)成反比，因此，有它們分別可以確定有差系數(shù)的誤差大小。 第二節(jié) 動態(tài)性能指標動態(tài)性能指標又可以分為時域動態(tài)性指標和頻域動態(tài)性能指標。頻域動態(tài)性能指標 頻域動態(tài)指標又有開環(huán)頻域指標與閉環(huán)頻域指標。在頻率法校正中，校正所依據(jù)的是給定的頻域性能指標。 使用超前校正的主要作用是,改變系統(tǒng)頻率響應(yīng)曲線的形狀,產(chǎn)生足夠大的相位超前角,以補償原系統(tǒng)過大的相位滯后.采用超前校正可以增大系統(tǒng)的穩(wěn)定裕量和頻帶寬度，提高了系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)的平穩(wěn)性和快速性。串聯(lián)超前校正一般用于穩(wěn)態(tài)性能巳滿足要求，但動態(tài)性能較差的系統(tǒng)。當系統(tǒng)對 要求不高，低頻段20dB/dec斜率占有較寬的頻帶，且希望在此頻帶內(nèi)時，可選擇滯后校正。滯后網(wǎng)絡(luò)將使系統(tǒng)帶寬降低，交界頻率左移，從而使系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)變慢；滯后校正引入一個滯后的相位，故有降低系統(tǒng)穩(wěn)定性的趨向。第五節(jié) 滯后超前校正 圖 43 滯后超前校正（1） 在0 時，校正網(wǎng)絡(luò)起滯后網(wǎng)絡(luò)的作用；在 時，它起超前網(wǎng)絡(luò)的作用；（2） 網(wǎng)絡(luò)的超前部分增加了相位超前角，增加了系統(tǒng)的相位裕量，改善了系統(tǒng)的動特性；（3） 網(wǎng)絡(luò)的滯后部分，在剪切頻率附近和以上，將產(chǎn)生衰減，因而它允許在低頻段增加增益，故改善了系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性。（5） 滯后超前校正的基本原理是利用校正裝置的超前部分增大系統(tǒng)的相位裕度，同時利用其滯后部分來改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。第七節(jié) 設(shè)計校正規(guī)律和校正裝置 計算所需的相位超前裕度 s=tf(39。)。num=[0 37 ]。 nyquist(num,den) 圖42 校正后系統(tǒng)的Nyquist圖 由校正后系統(tǒng)的奈奎斯特圖得知，該系統(tǒng)不存在右極點即P=0，且在（1，j0）點，正穿負穿=0，所以該系統(tǒng)是穩(wěn)定的。仿真技術(shù)的應(yīng)用可以較小的投資換取風(fēng)險的大幅度降低。本系統(tǒng)將采用物理仿真及其軟件MATLAB的使用對原系統(tǒng)進行仿真。控制系統(tǒng)是由若干元件或部件有機組合而成的。不管元件或部件是機械式，電氣式或液壓式等，只要它們的數(shù)學(xué)模型一模一樣，它們就是同一種環(huán)節(jié)。在這里首先可以從各種資料中了解到，每個系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)都可以用放大器，電阻，二極管和電容等等來模擬，現(xiàn)在我們來列舉幾個典型的例子如下； （A) 比例環(huán)節(jié) （B) 積分環(huán)節(jié) （C) 慣性環(huán)節(jié) (D) 倒相器由于各環(huán)節(jié)之間沒有負載效應(yīng)，故各環(huán)節(jié)之間可以直接連接，并且個環(huán)節(jié)之間的放大電路可以合并為一個放大電路，從而可得出原系統(tǒng)最簡物理模擬結(jié)構(gòu)圖如下圖所示；經(jīng)過校正后的系統(tǒng)物理模擬結(jié)構(gòu)圖如下圖所示：其中，校正后的物理模擬結(jié)構(gòu)框圖第二節(jié) MATLAB仿真MATLAB（Matrix Laboratory)是美國Mathworks公司開發(fā)的基于矩陣的用于科學(xué)和工程計算的交互軟件系統(tǒng)，是當前國際上自動控制領(lǐng)域首選的計算機語言。由于MATLAB提供了強大的矩陣處理和繪圖功能，很多專家因此在自己擅長的領(lǐng)域用它編寫了許多專門的MATLAB工具箱（Control Systems Toolbox),魯棒控制工具箱（Robust Control Toolbox),最優(yōu)化工具箱（Optimization Toolbox）等?；境绦蚣由峡刂葡到y(tǒng)工具箱使我們能夠方便地進行控制系統(tǒng)的設(shè)計和分析。此外，MATLAB與其他語言的接口能夠保證它可以和各種強大的計算機軟件相結(jié)合，發(fā)揮更大的作用。可以說MATLAB是和機器類型及操作系統(tǒng)基本上無關(guān)的軟件。一般情況下，矩陣類計算可以達到10～15數(shù)量級的精度，符合一般科學(xué)與工程運算的要求。再找個環(huán)境中，用戶可以把提出的問題和解決問題的方法用熟悉的數(shù)學(xué)符號表示出來。MATLAB是一個交互式系統(tǒng)。MATLAB的指令表達與數(shù)學(xué)，工程中常用的習(xí)慣形式十分相似，與C,Fortran等高級相比，MATLAB的語法過則更簡單，表達更符合工程習(xí)慣。MATLAB最重要的特征是它擁有解決特定應(yīng)用問題的程序組，即TOOLBOX（工具箱），如信號處理工具箱，控制系統(tǒng)工具箱，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱，模糊邏輯工具箱，通信工具箱和數(shù)據(jù)采集工具箱等許多專業(yè)的工具箱。此外，開放性也是MATLAB最重要和最受歡迎的特點之一。 MATLAB /SIMULINKSimulink是面向系統(tǒng)信號流圖進行組態(tài)的仿真軟件，通過Simulink模塊庫建立系統(tǒng)的仿真模型，可直觀，方便地對系統(tǒng)進行動態(tài)仿真。具有以下功能；1） 用繪制方框圖代替編寫程序，結(jié)構(gòu)和流程清晰；2） 智能化得建立和運行仿真，仿真精細，貼近實際。 原系統(tǒng)的Simulink系統(tǒng)模型；圖51 圖52 原系統(tǒng)在5+t作用下的響應(yīng)校正后系統(tǒng)的Simulink系統(tǒng)模型；圖53 圖54 校正后系統(tǒng)在5+t作用下的曲線校正前系統(tǒng)在輸入信號5+t作用下的響應(yīng)曲線：t=0::10。 den=[ 1 75]。 u=5+t。 plot(t,y,t,u,39。)。校正后系統(tǒng)在輸入信號5+t作用下的響應(yīng)曲線：t=0::10。den=[ 38 ]。 u=5+t。 plot(t,y,t,u,39。)。第6章 設(shè)計總結(jié)第一節(jié) 設(shè)計體會寫好一篇論文，要是真的用心寫，真的不是一件很容易的事，即便是很熟悉的知識點，但是還是要對其斟酌再三，才敢網(wǎng)上寫。不過，里面還是有很多不足的地方，不會用Protecl將物理仿真圖很好的畫出來，也不會用MATLAB進行仿真研究。并且每當我的論文遇到大的轉(zhuǎn)折點都會有他的指導(dǎo)，幫我拿捏好大的方向。還有我的父母，他們是我最可敬的人，是他們給了我機會上大學(xué)，讓我有機會見識到很多的領(lǐng)域，我以后會繼續(xù)努力深造，爭取學(xué)習(xí)到更多的，更廣泛的知識，謝謝你們。最后，我要感謝參與我論文評審和答辯的各位老師，給了我一個審視這幾年來學(xué)習(xí)成果的機會，讓我能夠明確今后的發(fā)展方向。再次感謝他們，祝他們一生幸福，安康！參考文獻[1] 孟華，自動控制原理. 北京：機械工程出版社，2007[2] 孫亮，楊鵬. 自動控制原理. 北京：北京工業(yè)大學(xué)出版社，2006[3] 馮輝宗. 控制系統(tǒng)仿真. 北京：人民郵電出版辦社，2008[4] . 北京：機械工業(yè)出版社，2010[5] 王宏文. 自動化專業(yè)英語. 北京：機械工業(yè)出版社，2007[6] 任哲. 自動控制原理. 北京：冶金工業(yè)出版社，2003[7] 吳麒. 自動控制原理. 北京：清華大學(xué)出版社，2005[8] 趙廣元，MATLAB與控制系統(tǒng)方針實踐；北京航空航天大學(xué)出版社，2009[9] Stephen Programming for Engineers,[10] Zadeh, L., and C. 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Men have long recognized the existence of such mechanisms in living forms, although, to be sure, they have often mistaken automatic regulation for the operation of some conscious design or vital force. Even the deliberate construction of selfregulating machines is no innovat