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1、自动控制原理课程设计一 目的通过课程设计，在掌握自动控制理论基本原理，一般电学系统自动控制方法的基础上，用MATLAB实现系统的仿真与调试。二 要求收集和查阅有关技术资料，独立完成所承担的设计课题的全部内容，初步掌握设计原则设计方法设计步骤和设计规范的应用；对工程设计方案进行选择和分析；绘制设计图；撰写说明书。具体要求如下：1. 根据所学控制理论知识（频率法或根轨迹法）进行人工设计校正装置传递函数形式及参数；2. 在MATLAB下，用simulink进行动态仿真，在计算机上对人工设计系统进仿真调试，使其满足技术要求；3. 确定校正装置的电路形式及电路参数；4. 完成设计报告。三设计题目：飞行器
2、位置控制系统控制器设计已知某飞行器位置控制系统不可变部分传递函数为：，用频率响应法确定由近似PI控制器实现的串联滞后校正参数。要求系统满足以下性能指标：系统型号v=1，开环增益，剪切频率，相角裕度。四设计思路当一个系统的动态响应是满足要求的，为改善稳态性能，而又不影响其动态响应时，可采用串联滞后校正装置。具体方法是增加一对相互靠近并且靠近坐标原点的开环零极点，使系统的开环放大倍数提高倍，而不影响对数频率特性的中高频段特性。串联滞后校正装置还可利用其低通滤波特性，将系统高频部分的幅值衰减，降低系统的剪切频率，提高系统的相角裕量，以改善系统的稳定性和其他的动态性能，但应同时保持未校正系统在要求的开
3、环剪切频率附近的相频特性曲线基本不变。五设计串联滞后校正装置的步骤 1.根据K值绘出未校正系统的Bode图，并求出相角裕量，幅值裕量。其Bode图如下：求未校正时的剪切频率由得：得：未校正系统由一个比例环节，一个积分环节，两个惯性环节组成，按照校正要求，将的值代入，求出未校正系统的相角裕量。比例环节： 积分环节： 惯性环节： 惯性环节： 得未校正系统的相位增益裕量得：与上面bode图对比可知计算正确。2.在Bode图上求出未校正系统相角裕量出的频率，作为校正后系统的剪切频率，用来补偿滞后校正网络处的相角滞后，通常取。已知校正后剪切频率，取等于时，3.令未校正系统在处的幅值为，由此确定滞后网络的
4、值。得：4.为保证滞后校正网络对系统在处的相频特性基本不受影响，按下式确定滞后校正网络的第二个转折频率为 5. 校正装置的传递函数为，由于本题已经给出了的值，所以就是一个确定的值，而的取值范围已经知道了，调整参数时也就是在的允许范围之内使之满足题目要求。当取2.5时，得校正后的系统的开环传递函数为：6. 验算 a. 得：。满足条件 b.由劳斯判据可知，系统是稳定的，故此函数满足要求。7. 校正后的bode图为： 8. 校正装置的电路形式及电路参数9. 在SATLAB下，用simulink进得动态仿真，其仿真图如下：（未校正时系统的输出仿真）（校正后系统的输出仿真）六总结从本题可以看出，在保持稳态精度不变的前提下，滞后校正装置减小了未校正系统在开环剪切频率上的幅值，从而增大了系统的相角裕量，减小了动态响应的超调量。但应指出，由于剪切频率减小，系统的频带宽度降低，系统的输入信号的响应速度也降低了。七 参考文献自动控制原理谢克明主编，电子工业出版社。