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1、控制系统的滞后校正设计 牡丹江师范学院 本科学生课程设计指导书 题目控制系统的滞后校正设计 班级11级工业电气 学号 姓名 指导教师王淑玉 牡丹江师范学院 2022 年11 月15 日 自控原理课程设计指导书 课程名称：自动控制原理 学时数：2周 学分数： 开课院、系（部）、教研室：物理与电子工程学院电子信息教研室执笔人：王淑玉 编写时间：2022.11.10 设计目的 学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握自控原理设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。 二、设计任务 （1）画出系统在校正前后的奈奎斯特曲线和波特图； （2）用Matlab画出上述每种情况的阶跃响应曲线，并根据
2、曲线分析系统的动态性能指标； 三、设计内容与要求 根据设计要求和已知条件，确定主要参数，计算并选取外电路的元件参数。 四、设计资料及有关规定 字体符合要求，正确使用编程 五、设计成果要求 设计论文 六、物资准备 1.到图书馆、物理系资料室查阅相关资料 2.到实验室准备器件作好实验准备 七、主要图式、表式 电路图、表要规范，符合设计要求 八、时间安排 2022.11.1 设计动员，发放设计任务书 2022.11.2-2022.11.3查阅资料、拟定设计程序和进度计划 2022.11.4-2022.11.10 确定设计方案、实验、画图、编写设计说明书2022.11.11完成设计，交指导教师审阅 2
3、022.11.14 成绩评定 九、考核内容与方式 考核的内容包括：学习态度；技术水平与实际能力；论文(计算书、图纸)撰写质量；创新性；采取审定与答辩相结合的方式，成绩评定按百分制记分。 十、参考书目 1.田思庆，梁春英自动控制理论中国水利水电出版社 2022 2.魏克新，王云亮编著. MATLAB语言与自动控制系统设计.机械工业出版 社,2000. 3.王正林，王胜开编著. MATLAB/Simulink与控制系统仿真.电子工业出版社. 4.（美）安德鲁，（美）威廉斯编著. 实用自动控制设计指南.化学工业出版社. 5.黄忠霖编著. 自动控制原理的MATLAB实现.国防工业出版社,2022. 6
4、.彭雪峰，刘建斌编著. 自动控制原理实践教程.中国水利水电出版社,2022. 牡丹江师范学院本科学生课程设计任务书 程名称：自控原理课程设计 课程设计题目控制系统的滞后校正 院、系工学院专业电气工程及其自动化年级2022 已知参数和设计要求： a)计算参数A ,T b)用Matlab画出上述每种情况的阶跃响应曲线，并根据曲线分析系统的动态性能指 标； 学生应完成的工作： 1、了解原理，选择元件，计算确定元件参数，利用仿真软件画出相关曲线。 2、完成设计报告 目前资料收集情况（含指定参考资料）： 1.田思庆, 梁春英自动控制理论中国水利水电出版社, 2022 2.魏克新，王云亮编著. MATLA
5、B语言与自动控制系统设计.机械工业出版 社,2000. 课程设计的工作计划： 2022.11.1 设计动员，发放设计任务书 2022.11.2-2022.11.3查阅资料、拟定设计程序和进度计划 2022.11.4-2022.11.10 确定设计方案、实验、画图、编写设计说明书2022.11.11完成设计，交指导教师审阅 2022.11.14 成绩评定 任务下达日期2022 年11 月1 日完成日期2022 年11月14 日 指导老师王淑玉（签名）学生（签名） 目录 1.设计要求. - 1 - 2.设计原理. - 1 - 3.设计分析与计算. - 2 - 3.1校正参数B的计算. - 2 -
6、3.2校正参数a、T的计算. - 3 - 3.3校正后系统的检验. - 3 - 4.仿真程序、结果及结果分析. - 3 - 4.1校正前系统的奈奎斯特曲线与伯德图. - 4 - 4.2校正后系统的奈奎斯特曲线与伯德图. - 5 - 4.3校正前后系统动态性能的比较. - 7 - 5.参考文献. - 9 - 6.心得体会. - 10 - 滞后校正控制系统设计 1.设计要求 已知一单位负反馈系统的开环传递函数为 20 210)(G 2+=s s s s 要求控制系统的性能指标为调节时间5s,单位阶跃输入的稳态误差0.1,相角裕度大于45度。 任务：（1）设计一个滞后校正装置，使系统满足上述性能指标
7、； （2）画出系统在矫正前后的奈奎斯特曲线和伯德图； （3）用Matlab 画出校正前后的阶跃响应曲线，并根据曲线分析系统的动态性能指标； （4）对上述任务写出完整的课程设计说明书，说明书中必须写清楚分析计算的过程，给出响应曲线，并包含Matlab 源程序或Simulink 仿真模型，说明书的格式按教务处标准书写。 3. 设计原理 对于所给出的系统进行分析可以知道，校正前的系统是稳定的，调节时间与相角裕度两项性能指标都满足设计要求，只有单位阶跃输入的稳态误差过大，需要通过矫正使它由3 2变得小于0.1。 对于该系统，由于无差度v=0，可知单位阶跃响应下的稳态误差e ss ()=p K 11+。为了减小稳态误差，必须增大稳态位置误差系数K p 。由于K p =)(lim s G s ，得知设计的滞后校正装置必须能够使稳态误差系数增大。 由于滞后校正装置的传递函数Ts aTs +11 a1，它的幅频特征曲线如图一所示。串联进前向通道后能够降低系统的截止频率，提高系统的向位裕度，改善系