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1、个人资料整理仅限学习使用自动化专业课程设计报告自动控制原理设计班级：自动化 101 班姓名： 许明学号： 1005130116 时间： 2018年 12 月 17-21日地点: 实验楼 17实验室指导教师 :崔新忠自动化教研室精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 13 页个人资料整理仅限学习使用自动控制课程设计一、课程设计题目：已知单位反馈系统开环传递函数如下：试设计滞后校正环节，使其校正后系统的静态速度误差系数，系统阻尼比，绘制校正前后系统的单位阶跃响应曲线，开环Bode图和闭环Nyquist图。二、课程设计目的1. 通过课
2、程设计使学生更进一步掌握自动控制原理课程的有关知识，加深对内涵的理解，提高解决实际问题的能力。2. 理解自动控制原理中的关于开环传递函数，闭环传递函数的概念以及二者之间的区别和联系。3. 理解在自动控制系统中对不同的系统选用不同的校正方式，以保证得到最佳的系统。4. 理解在校正过程中的静态速度误差系数，相角裕度，截止频率，滞后角频率，分度系数，时间常数等参数。5.学习 MATLAB在自动控制中的应用，会利用MA TLAB 提供的函数求出所需要得到的实验结果。三、课程设计内容1. 已知单位反馈系统开环传递函数如下：试设计滞后校正环节，使其校正后系统的静态速度误差系数，系统阻尼比，绘制校正前后系统
3、的单位阶跃响应曲线，开环Bode图和闭环Nyquist图。假定此时的系统的静态速度误差系数是符合要求的，即：则有：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 13 页个人资料整理仅限学习使用下面画出未校正前系统的对数频率特性，如图所示可知Wc 。=1.91rad/s,计算出未校正前的系统的相角裕量=-40.1 相角裕量为负值，说明未校正系统不稳定。K=13.44, 故有；1)对原系统进行分析，绘制该系统的单位阶跃响应精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 13 页个人
4、资料整理仅限学习使用其对应的代码：num=13.44。den=1 3.6 2.24 0。sys=tf(num,den。sys1=feedback(sys,1。t=0:0.1:45。step(sys1,thold ongridhold offtitle( 校正前单位阶跃响应图 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 13 页个人资料整理仅限学习使用2 未校正前的根轨迹图对应代码 : num=13.44。den=1,3.6,2.24,0。rlocus(num,den。grid。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归
5、纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 13 页个人资料整理仅限学习使用3）校正前博德图对应代码：num=13.44。den=1 3.6 2.24 0。sys=tf(num,den。margin(syshold ongridhold off 由图中可得：截止频率Wc=1.91 相角裕度 =-11.6 幅值裕度h=-4.44 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 13 页个人资料整理仅限学习使用4）校正前奈斯图其相应代码：num=13.44。den=1 3.6 2.24 13.44。nyquist(num,dentit
6、le( 校正前奈奎斯特图 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 13 页个人资料整理仅限学习使用四、校正装置设计=-6 -14由=(+c(, 取c(=-10 ，计算得） =40.7 ，通过=0,确定滞后网络参数b 和 T：b=0.127 ， T=65.95 即校正装置传递函数为：G=校正后的传递函数为：校正后的单位阶跃图num=13.44 。den=1 3.6 2.24 0。sys1=tf(num,den。num1=8.38 1。den1=65.95 1。sys2=tf(num1,den1。sys3=sys1*sys2 。sy
7、s4=feedback(sys3 ,1。t=0:0.1:45。step(sys4,t 从阶跃响应图中可以看到，系统此时稳定精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 13 页个人资料整理仅限学习使用精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 13 页个人资料整理仅限学习使用3）校正后的博德图相应代码。num=13.44。den=1 3.6 2.24 0。sys1=tf(num,den。num1=8.38 1。den1=65.95 1。sys2=tf(num1,den1。s
8、ys3=sys1*sys2。margin(sys3grid相角裕度 =35.5 幅值裕度 =12.5db 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 13 页个人资料整理仅限学习使用4）校正后的奈氏图校正后奈氏图代码：num=112.6272 13.44。den=65.95 238.42 151.328 114.867 13.44。nyquist(num,den5）校正后的根轨迹图根轨迹代码：num=221.76 13.44。den=127.15 458.74 252.416 224 13.44。rlocus(num,den。gr
9、id。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 13 页个人资料整理仅限学习使用五、总结通过这次对控制系统的滞后校正设计的分析，让我对串联滞后校正环节有了更清晰的认识，同时也学会了公式编辑器的基本使用方法，加深了对课本知识的进一步理解。在这次课程设计的过程中，虽然开始有不少知识不是很了解，但通过查找资料以及咨询同学和老师，最后都得到了解决，在寻找答案的过程中，我学到了很多平时缺少的东西，也使我深深认识到认真学习的重要性，平时看似不起眼的一些知识点在关键时刻却有着重要的作用。同时，这次课程设计让我接触到Matlab 软件，用它对控
10、制系统进行频域分析，大大简化了计算和绘图步骤，计算机辅助设计已经成为现在设计各种系统的主要方法和手段，因此熟练掌握各种绘图软件显得尤为重要。在今后的学习中，我会发挥积极主动的精神，把所学知识与实践结合起来，努力掌握 Autocad、Matlab 等相关软件的使用方法。在这次课程设计过程，也让我深深地体会团队精神的重要性。从课程设计的入手到最后分析，对于一个人来说可能是个不小的挑战，注意到每个细节更是不易，我们班的各位同学在独立思考的基础上，遇到难题互相帮助，使各种难题得到了解决。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 13 页
11、个人资料整理仅限学习使用通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，仅有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计过程中遇到的问题是很多的，但我想难免会遇到这样或那样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固通过这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。六、参考文献1控制系统计算机仿真与辅助设计任兴权姚建宇 徐心和马先 编著东北工业出版社自动控制原理孟华编著机械工业出版社3、控制系统设计与仿真李宜达编著清华大学出版社4、控制系统仿真与计算机辅助设计薛定宇编著机械工业出版社5、MATLAB7辅助控制系统设计与仿真飞思科技产品研发中心电子工业出版社6、MATLAB 语言与自动控制系统设计魏克新等机械工业出版社精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 13 页