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1、自动控制原理课程设计_用MATLAB进行控制系统的滞后校正设计 1滞后校正特性及校正方法 1.1滞后校正特性 滞后校正就是在前向通道中串联传递函数为)(s G c 的校正装置来校正控制系统，)(s G c 的表达式如下所示。 1 ,11)( ? 4.系统校正前后根轨迹图 4.1未校正系统根轨迹图 系统校正前传递函数为： ) 2.01)(1.01()(0s s s K s G += 由传递函数可知其根轨迹有3条分支，其极点为（0，0），（-10，0），（-5，0），没有零点，其实轴上的主要根轨迹为()()0,5,10,- 50 35100-=-，渐近线交点为（-5，0） 渐近线与实轴夹角，?=?
2、=?=? =?=?=240,120,0,0300,180,60,0210210k k 将j s =代入系统特征方程得： )02.0(3.0)(32-+-=j K j D 令其实部为零，解得：0,07.7-,07.7=，K=15，故与虚轴交点为（0，7.07），（0，-7.07）和（0，0） 010 1511=+d d d 解得：89.7,11.221-=-=d d （舍去） 在matlab 的命令窗口中输入的程序为： n=1; d=0.02,0.3,1,0; rlocus(n,d) 图4-1 未校正系统根轨迹图 4.2校正后系统根轨迹图 校正后系统传递函数为) 67.821)(2.01)(1.
3、01() 31.21()()(0s s s s s K s G s G c += 由传递函数可知其根轨迹有3条分支，其极点为（0，0），（-10，0），（-5，0），（-0.012，0）零点为（-0.43，0），其实轴上的主要根轨迹为()()0,012.0(,43.0,5,10,- 86.41 4) 43.0()012.05100(-=-，渐近线交点为（-4.86，0） 渐近线与实轴夹角， ? =?=?=?=?=?=240,120,0,0300,180,60,0210210k k 将j s =代入系统特征方程得： )82.2498.84(297.8265.1)(324-+-=K j K j D
4、 令其实部虚部都为零，解得：57.14,006.7-,06.7=K 或，故与虚轴交点为（0，7.06），（0，-7.06）和（0，0） 43 .01 012.01101511+= +d d d d d 解得：（舍去）舍去81 .7,66.1,11.1),(006.04321-=-=-=-=d d d d 在matlab 的命令窗口中输入的程序为： n=2.31,1; d=1.65,24.82,82.97,1,0; rlocus(n,d) 图4-2 系统校正后根轨迹图 5.心得体会 通过这次对控制系统的滞后校正的设计与分析，让我对串联滞后校正环节有了更清晰的认识，加深了对课本知识的理解，对期末考
5、试也起到了积极的复习作用，而且让我更进一步熟悉了相关的MATLAB软件的基本编程方法和使用方法。 在这次课程设计的过程中，从整体思路的构建到具体每一步的实现，过程并不是一帆风顺的，通过复习课本知识以及查阅图书馆有关资料确定了整体思路，然后在稿纸上演算确定校正网络参数，最后运用MATLAB软件编程验证，作图。在word编辑和运用MATLAB 软件时遇到了一些问题，通过上网查询或者请教同学都得到了解决，因而设计的过程中也提高了我对word和matlab软件运用能力。 本次课程设计的核心之一是MATLAB软件的使用，通过软件编程，我对MATLAB的语言和应用有了更进一步的了解，特别熟悉了一些对自动控
6、制很使用的命令，如根轨迹绘制函数rlocus()，伯德图绘制函数bode()等。利用MATLAB对控制系统进行频域分析，大大简化了计算和绘图步骤，是一款很实用的软件，今后利用课余时间也可以拓展一下自己在MATLAB软件编程的能力。 这次课程设计完成后，我体会到了学习自动控制原理，不仅要掌握书本上的内容，还要灵活思考，善于变换，在提出问题、分析问题、解决问题的过程中不断提高自己分析和解决实际问题的能力。要把理论知识与实践相结合起来，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。 参考文献 1 王万良.自动控制原理. 北京：高等教育出版社.，2022 2 刘叔军.MATLAB7.0控制系统应用与实例.北京：机械工业出版社，2022 3 王正林.MATLAB/Simulink与控制系统仿真.北京：电子工业出版，2022 4 何衍庆.MATLAB语言的运用. 北京：化学工业出版社，2022 5 李素玲.自动控制原理. 西安：西安电子科技大学出版社， 2022 6 李友善.自动控制原理360题. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社2022 .