自動(dòng)控制原理課程設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)(綜合實(shí)驗(yàn))報(bào)告( 2013 - 2014 年度第 1 學(xué)期)名 稱： 課程或?qū)嶒?yàn)名稱 題 目： 自動(dòng)控制理論a課程設(shè)計(jì) 院 系： 控制與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 設(shè)計(jì)周數(shù)： 一周 成 績(jī)： 日期：2014年 01 月 10 日 課程 課程設(shè)計(jì)（綜合實(shí)驗(yàn)）報(bào)告目錄一、課設(shè)題目要求.3二、自動(dòng)控制原理基礎(chǔ)知識(shí)和工具簡(jiǎn)單介紹 .3三、設(shè)計(jì)正文4四、總結(jié)與結(jié)論23五、心得體會(huì) 23六、參考文獻(xiàn)23附 錄23一、課程設(shè)計(jì)的目的與要求本次課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完自動(dòng)控制理論課程后進(jìn)行的。詳細(xì)介紹matlab的控制系統(tǒng)工具箱的用法以及simulink仿真軟件，使學(xué)生能夠應(yīng)

2、用matlab對(duì)自動(dòng)控制理論課程所學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行深層次的分析和研究，能用matlab解決復(fù)雜的自動(dòng)控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)題目；能用matlab設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)以滿足具體的性能指標(biāo)； 能靈活應(yīng)用matlab的control system 工具箱和simulink仿真軟件，分析系統(tǒng)的性能，進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。二、自動(dòng)控制原理基礎(chǔ)知識(shí)和工具matlab簡(jiǎn)單介紹1、簡(jiǎn)要介紹控制系統(tǒng)理論的基本概念和基本方法，并介紹matlab軟件的基本知識(shí)。包括matlab的基本操作命令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、矩陣運(yùn)算、編程算法等; 簡(jiǎn)要介紹matlab的控制系統(tǒng)工具箱的用法。包括控制系統(tǒng)的模型及相互轉(zhuǎn)換、時(shí)域分析方法、頻域分析方法等應(yīng)用m

3、atlab工具箱進(jìn)行分析研究，增強(qiáng)理解;簡(jiǎn)要介紹simulink仿真軟件，介紹simulink的應(yīng)用方法及各種強(qiáng)大功能，應(yīng)用simulink對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真研究;簡(jiǎn)要介紹控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)所必須的工具箱函數(shù)，包括模型建立、模型變換、模型簡(jiǎn)化、模型實(shí)現(xiàn)、模型特性、方程求解、時(shí)域響應(yīng)、頻域響應(yīng)、根軌跡等各個(gè)方面。2、在掌握控制系統(tǒng)基本理論和控制系統(tǒng)工具箱函數(shù)的基礎(chǔ)上，利用matlab及其工具箱函數(shù)來解決所給控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)問題,并上機(jī)實(shí)驗(yàn);撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。2.1、自選單位負(fù)反饋系統(tǒng)，開環(huán)傳遞函數(shù)一個(gè)三階或以上系統(tǒng)。1、繪制閉環(huán)系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)曲線。2、求出系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。3、繪制對(duì)數(shù)幅頻、相

4、頻特性曲線，并求出頻域指標(biāo)。2.2、采用串聯(lián)校正，校正裝置傳遞函數(shù)。1、，繪制由的根軌跡，繪制取三個(gè)不同數(shù)值時(shí)單位階躍響應(yīng)曲線，并求出相應(yīng)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)，試分析隨著的變化，系統(tǒng)穩(wěn)定性、動(dòng)態(tài)性能、穩(wěn)態(tài)性能有何變化。2、采用頻率校正法進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以給時(shí)域性能指標(biāo)要求，也可以給頻域性能指標(biāo)，要既有穩(wěn)態(tài)性能要求，也要有動(dòng)態(tài)性能要求，若單獨(dú)超前校正或滯后校正不滿足要求，可采用滯后超前校正。要熟悉超前校正、滯后校正及滯后超前校正的原理，使用條件，并對(duì)校正后的效果進(jìn)行合理的分析。3、采用根軌跡校正法。根據(jù)動(dòng)態(tài)性能要求，確定自選主導(dǎo)極點(diǎn)s1，同時(shí)滿足一定穩(wěn)態(tài)性能需求，求出，繪制校正后單位階躍響應(yīng)曲線，并求出動(dòng)態(tài)

5、性能指標(biāo)，分析校正效正及產(chǎn)生該效果的原因。（或采用其它的方法如：反饋校正，復(fù)合校正，串聯(lián)工程法，串聯(lián)綜合法（希望特性法）進(jìn)行設(shè)計(jì)等）最好采用頻率校正和另外一種校正方法對(duì)比研究。2.3、繪制校正前后系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)曲線對(duì)比圖，根軌跡對(duì)比圖、伯德圖對(duì)比圖，并求出系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。2.4、根據(jù)校正前、后時(shí)域、頻域性能指標(biāo)分析得出結(jié)論，按自己所作課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。三、設(shè)計(jì)（實(shí)驗(yàn)）正文2.1開環(huán)傳遞函數(shù)為1/s(s+1)(0.25s+1)2.1.1畫出單位負(fù)反饋的閉環(huán)傳遞函數(shù)的單位階躍響應(yīng)曲線num1=1;den=conv(1 1,0.25 1);den1=conv(1 0,den);g=

6、tf(num1,den1);g1=feedback(g,1); %單位負(fù)反饋的閉環(huán)傳遞函數(shù)t=0:0.1:80 %時(shí)間范圍與步長(zhǎng)step (g1,t); %階躍響應(yīng)grid; %加網(wǎng)格圖像如下：2.1.2num1=1;den=conv(1 1,0.25 1);den1=conv(1 0,den);g=tf(num1,den1);g1=feedback(g,1);t=0:0.1:80step(g1,t);y=step (g1,t); %階躍響應(yīng)grid; %加網(wǎng)格maxy=max(y); %最大響應(yīng)ys=y(length(t); %響應(yīng)終值pos=(maxy-ys)/ys; %超調(diào)量n=1;wh

7、ile y(n)0.5*ysn=n+1;endtd=t(n) %求取延遲時(shí)間n=1;while y(n)ysn=n+1;endtr=t(n) %求上升時(shí)間n=1;while y(n)0.98*ys)&(y(l)1.02*ys) %誤差帶取0.02l=l-1;endts=t(l) %求調(diào)節(jié)時(shí)間結(jié)果如下：超調(diào)量pos=0.2776延遲時(shí)間td =1.5000上升時(shí)間tr =2.5000峰值時(shí)間tp =3.8000調(diào)節(jié)時(shí)間ts =11.20002.1.3num=1den=0.25,1.25,1,0;bode(num,den);grid;sys=tf(num,den);gm,pm,wpc,wgc=ma

8、rgin(sys);圖像如下：得到的結(jié)果為：幅值裕度gm=5.0000相角裕度pm=41.2246穿越頻率wpc=2.0000截止頻率wgc=0.77572.22.2.1num=1den=0.25,1.25,1,0rlocus(num,den)圖像如下：分別取kc為：0.22（此時(shí)實(shí)軸上的兩個(gè)極點(diǎn)相等）；1.28（此時(shí)兩個(gè)極點(diǎn)為負(fù)平面的共軛復(fù)數(shù)極點(diǎn)）；5（此時(shí)兩個(gè)極點(diǎn)為虛軸上的共軛極點(diǎn)）。num1=1.28;den=conv(1 1,0.25 1);den1=conv(1 0,den);g=tf(num1,den1);g1=feedback(g,1);t=0:0.1:80step(g1,t);

9、y=step(g1,t); %階躍響應(yīng)grid;%加網(wǎng)格maxy=max(y); %最大響應(yīng)ys=y(length(t); %響應(yīng)終值pos=(maxy-ys)/ys;%超調(diào)量n=1;while y(n)0.5*ysn=n+1;endtd=t(n) %求取延遲時(shí)間n=1;while y(n)ysn=n+1;endtr=t(n) %求上升時(shí)間n=1;while y(n)0.98*ys)&(y(l)1.02*ys)l=l-1;endts=t(l) %求調(diào)節(jié)時(shí)間同理改變num1的值求kc=1.28，kc=5的情況kc取0.22時(shí)圖像是：kc取1.28時(shí)的圖像為：kc取5時(shí)的圖像為：此時(shí)不穩(wěn)定，無(wú)動(dòng)態(tài)

10、參數(shù)三者動(dòng)態(tài)參數(shù)為：超調(diào)量pos延遲時(shí)間td上升時(shí)間tr峰值時(shí)間tp調(diào)節(jié)時(shí)間tskc=0.220.00003.9000+12.7000kc=1.280.36121.40002.10003.300010.5000kc=5.00-結(jié)論與分析：總的來說，隨著kc的增大，系統(tǒng)由穩(wěn)定變到不穩(wěn)定。這是由于隨著kc的增加，根軌跡總是從開環(huán)傳遞函數(shù)的極點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到零點(diǎn)。若根軌跡圖像從左半平面運(yùn)動(dòng)到右半平面，則在kc增大的過程中系統(tǒng)由穩(wěn)定變?yōu)椴环€(wěn)定；反正亦然，本例屬于前一種情況。當(dāng)kc介于0到0.22之間時(shí)，系統(tǒng)始終不出現(xiàn)峰值，不出現(xiàn)振蕩，處于穩(wěn)定狀態(tài)，超調(diào)量一直為零。隨著kc的增大，系統(tǒng)響應(yīng)速度增大，上升時(shí)間、峰

11、值時(shí)間、延遲時(shí)間和調(diào)節(jié)時(shí)間減小，系統(tǒng)穩(wěn)定性變好。當(dāng)kc介于0.22到5之間時(shí)，系統(tǒng)開始出現(xiàn)超調(diào)量，圖像為衰減的振蕩曲線，也是處于穩(wěn)定狀態(tài)。隨著kc的增大，系統(tǒng)響應(yīng)速度增大，上升時(shí)間、峰值時(shí)間、延遲時(shí)間和調(diào)節(jié)時(shí)間減小，超調(diào)量逐漸增大，系統(tǒng)穩(wěn)定性變差。當(dāng)kc等于5時(shí)，系統(tǒng)處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)系統(tǒng)圖像為等幅的周期振蕩曲線，不穩(wěn)定。當(dāng)kc大于5時(shí)，系統(tǒng)的圖像為逐漸增強(qiáng)的振蕩曲線，不穩(wěn)定。2.2.2【題目要求】設(shè)待校正系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是k/s(s+1)(0.25s+1)。要求校正后的系統(tǒng)的靜態(tài)誤差系數(shù)kv=4，相角裕度大于等于45，截止頻率不大于1rad/s，超調(diào)量%小于等于30%.設(shè)計(jì)串聯(lián)校正裝置使原

12、系統(tǒng)符合要求?！拘Ｕ跋到y(tǒng)分析】由于是三階1型系統(tǒng)，所以k=kv=4當(dāng)s趨于0時(shí)sg(s)的極限是4。待校正系統(tǒng)g(s)的傳遞函數(shù)為4/s(s+1)(0.25s+1)；求校正前系統(tǒng)有關(guān)參數(shù)的程序：num1=4;den=conv(1 1,0.25 1);den1=conv(1 0,den);g=tf(num1,den1);margin(g);grid;gm,pm,wgc,wpc=margin(g);g1=feedback(g,1);t = 0 : 0.1 : 80figure(1);step(g1,t);y = step (g1, t);grid;maxy=max(y); %最大響應(yīng)ys=y(l

13、ength(t); %響應(yīng)終值pos=(maxy-ys)/ys; %超調(diào)量n=1;while y(n)0.5*ysn=n+1;endtd=t(n) %求取延遲時(shí)間n=1;while y(n)ysn=n+1;endtr=t(n) %求上升時(shí)間n=1;while y(n)0.98*ys)&(y(l)1.02*ys)l=l-1;endts=t(l) %求調(diào)節(jié)時(shí)間bode圖如下：?jiǎn)挝浑A躍響應(yīng)圖如下：求得截止頻率wgc=2.000rad/s相角裕度gm=1.2500超調(diào)量為0.8288。三項(xiàng)指標(biāo)都不符合要求。由于截止頻率大于所要求的值，所以串聯(lián)超前校正無(wú)效。此時(shí)可以選擇串聯(lián)滯后校正。其它動(dòng)態(tài)指標(biāo)td=0

14、.8000，tp=1.9000，tr=1.1000，ts=54.1000【頻率法校正】求取校正網(wǎng)絡(luò)的程序如下：num1=4;den=conv(1 1,0.25 1);den1=conv(1 0,den);g=tf(num1,den1);margin(g);grid;phy=51-180; %這里假設(shè)校正網(wǎng)絡(luò)在已校正系統(tǒng)截止頻率處滯后6即c(wc1)=-6，則待校正系統(tǒng)在同一頻率處相角裕度為45+6=51m,p,w=bode(g);wc1=spline(p,w,phy);m1=spline(p,m,phy);b=1/m1;t=10/(b*wc1);gc=tf(b*t,1,t,1);sys=gc.

15、*g;sys1=feedback(sys,1);kg1,r1,wc1,wg1=margin(sys);margin(sys);最后求得校正網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)為：transfer function:16.91 s + 1-97.44 s + 1現(xiàn)在驗(yàn)證校正后的系統(tǒng)能否符合要求gc=tf(16.91,1,97.44,1);num1=4;den=conv(1 1,0.25 1);den1=conv(1 0,den);g=tf(num1,den1);g1=g.*gc;figure(1);bode(g,gc,g1);grid;gm,pm,wpc,wgc=margin(g1);g2=feedback(g1,1

16、); %求校正后系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)（單位負(fù)反饋）figure(2);t=0:0.1:80;step(g2,t);grid;y=step(g2,t);maxy=max(y); %最大響應(yīng)ys=y(length(t); %響應(yīng)終值pos=(maxy-ys)/ys; %超調(diào)量系統(tǒng)校正前，校正網(wǎng)絡(luò)，校正后的bode圖如下（藍(lán)線為校正前，綠線為校正網(wǎng)絡(luò)，紅線為校正后）：校正后的階躍響應(yīng)曲線為：由程序求得校正后的相角裕度為46.1785，截止頻率是0.5934rad/s，超調(diào)量為0.2562，符合要求。校正效果分析：校正過后相角裕度增大，說明系統(tǒng)變得更穩(wěn)定了；采用串聯(lián)滯后校正過后截止頻率減小，那是滯后網(wǎng)絡(luò)

17、的高頻幅值衰減特性造成的，即滯后網(wǎng)絡(luò)的對(duì)數(shù)幅頻特性曲線是向下彎的（由上面的bode圖可以看出），它與待校正系統(tǒng)的曲線中和后使得原系統(tǒng)的曲線衰減得更快，從而與橫軸的交點(diǎn)（截止頻率）變?。挥捎谙嘟窃６仍龃?，導(dǎo)致諧振峰值mr=1/|sin|減小，因而超調(diào)量=0.16+0.4(mr-1)變小。從bode圖上還可以看出，滯后裝置的高頻段是負(fù)增益，因此滯后校正對(duì)系統(tǒng)中的高頻噪音有削弱作用，能增強(qiáng)抗干擾能力?！靖壽E法校正】根軌跡滯后校正設(shè)計(jì)是為了使閉環(huán)主導(dǎo)極點(diǎn)在根軌跡上并滿足靜態(tài)指標(biāo)要求，可在根軌跡上添加一對(duì)偶極子，使其極點(diǎn)在其零點(diǎn)的右側(cè)，從而使系統(tǒng)原根軌跡形狀基本不變，而在期望主導(dǎo)極點(diǎn)處的穩(wěn)態(tài)增益增大到

18、原理的倍。先求出阻尼比。設(shè)主導(dǎo)極點(diǎn)s1與原點(diǎn)o連線s1o與負(fù)實(shí)軸的夾角為，則有=cos。編程求出。sigma=0.3; %超調(diào)量小于等于0.3，這里取臨界值0.3zeta=(log(1/sigma)2/(pi)2+(log(1/sigma)2)(1/2) %根據(jù)公式=exp-/(1-2)求得求得zeta=0.3579，即0.3579，取=0.36前面已畫出函數(shù)的根軌跡圖，由圖得分離點(diǎn)為-0.465開環(huán)傳遞函數(shù)有三個(gè)極點(diǎn)：p1=0,p2=-1,p3=-4，沒有零點(diǎn)。設(shè)計(jì)校正傳遞函數(shù)：x=-0.465;z1=0;p1=0;p2=1;p3=4; %這里p1,p2,p3取絕對(duì)值是為了下面表示方便zet

19、a=0.36;acos(zeta);ta=tan(acos(zeta);y1=x*ta; y=abs(y1); s1=x+y*i; %經(jīng)過分離點(diǎn)做橫軸的垂線與阻尼比射線的交點(diǎn)即期望主導(dǎo)極點(diǎn)kr=abs(s1+p1)*abs(s1+p2)*abs(s1+p3); %求主導(dǎo)極點(diǎn)s1處的根軌跡增益krk=kr/(p1+p2+p3);k0=4; %求開環(huán)增益k，k0為系統(tǒng)靜態(tài)開環(huán)增益beta=k0/k;t=1/(1/20)*abs(x); %設(shè)校正網(wǎng)絡(luò)為(1+ts)/(1+ts),k0=kbetat=beta*t;gc=tf(1/beta)*1 1/t,1 1/betat)得到校正函數(shù)：transfe

20、r function:0.318 s + 0.007394 43s+1-=- s + 0.007394 135s+1驗(yàn)證gc=tf(43 1,135 1);num1=4;den=conv(1 1,0.25 1);den1=conv(1 0,den);g=tf(num1,den1);g1=g.*gc;figure(1);bode(g,gc,g1);grid;gm,pm,wpc,wgc=margin(g1);g2=feedback(g1,1); %求校正后系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)（單位負(fù)反饋）figure(2);t = 0 : 0.1 : 80step(g2,t);y=step(g2,t);grid;m

21、axy=max(y); %最大響應(yīng)ys=y(length(t); %響應(yīng)終值pos=(maxy-ys)/ys; %超調(diào)量n=1;while y(n)0.5*ysn=n+1;endtd=t(n) %求取延遲時(shí)間n=1;while y(n)ysn=n+1;endtr=t(n) %求上升時(shí)間n=1;while y(n)0.98*ys)&(y(l)1.02*ys)l=l-1;endts=t(l) %求調(diào)節(jié)時(shí)間求得超調(diào)量為0.3803，相角裕度為33.6198，截止頻率為0.9160，前兩個(gè)指標(biāo)不符合要求。于是改變參數(shù)的值，發(fā)現(xiàn)當(dāng)=0.5時(shí)，符合要求，此時(shí)校正函數(shù)為：transfer function:

22、0.163s + 0.00379 43s+1- = -s + 0.00379 264s+1代入上述程序得到驗(yàn)證結(jié)果：相角裕度55.6441，超調(diào)量0.1829，截止頻率0.5627，三者都滿足要求。并求得其它動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)td=1.9000,tp=4.9000,tr=3.3000,ts=15.5000.校正前、校正函數(shù)、校正后系統(tǒng)的bode圖如下：校正后系統(tǒng)的階躍響應(yīng)如下：分析校正效果及原因：相角裕度、超調(diào)量和截止頻率的分析與上面頻率校正法的分析類似，所以不再贅述，這里主要分析其它性能指標(biāo)。經(jīng)過校正后，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時(shí)間由原來的54.1000減小到15.5000，達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間縮短，這是因?yàn)閙r=1

23、/|sin|，從原來的近似正無(wú)窮大減小到1（近似值），而k0=2+1.5(mr-1)+2.5(mr-1)2，所以k0的值也在急劇減小，減小的幅度遠(yuǎn)大于c減小的幅度，從而有ts=k0*/c迅速減小。正是由于調(diào)節(jié)時(shí)間變短了，所以系統(tǒng)得以更快速地達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，因而穩(wěn)定性尤其是動(dòng)態(tài)性能得到大幅提升。靜態(tài)性能基本保持不變。然而，應(yīng)該注意的是，經(jīng)過滯后校正后，系統(tǒng)的上升時(shí)間、峰值時(shí)間和延遲時(shí)間均增大，系統(tǒng)響應(yīng)速度變慢，這是因?yàn)闇缶W(wǎng)絡(luò)使系統(tǒng)的頻帶變窄，導(dǎo)致動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間增大。2.3【頻率校正法】gc=tf(16.91 ,1,97.44 ,1);num1=4;den=conv(1 1,0.25 1);den1

24、=conv(1 0,den);g0=tf(num1,den1);g1=feedback(g0,1);g2=g0.*gc;figure(1);bode(g0,gc,g2);grid;gm,pm,wpc,wgc=margin(g1);g3=feedback(g2,1); %求校正后系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)（單位負(fù)反饋）figure(2);t = 0 : 0.1 : 80step(g1,t,g3,t);y1=step(g1,t);y2=step(g3,t);grid;maxy1=max(y1); %最大響應(yīng)maxy2=max(y2);ys1=y1(length(t); %響應(yīng)終值ys2=y2(length

25、(t);pos1=(maxy1-ys1)/ys1; %超調(diào)量pos2=(maxy2-ys2)/ys2;n=1;while y1(n)0.5*ys1n=n+1;endtd1=t(n) %求取延遲時(shí)間n=1;while y1(n)ys1n=n+1;endtr1=t(n) %求上升時(shí)間n=1;while y1(n)0.98*ys1)&(y1(l)1.02*ys1)l=l-1;endts1=t(l) %求調(diào)節(jié)時(shí)間n=1;while y2(n)0.5*ys2n=n+1;endtd2=t(n)n=1;while y2(n)ys2n=n+1;endtr2=t(n)n=1;while y2(n)0.98*ys

26、2)&(y2(l)1.02*ys2)l=l-1;endts2=t(l)figure(3);s=tf(s); %定義傳遞函數(shù)算子rlocus(g0,g2);figure(4);s=tf(s);rlocus(g2);figure(5);s=tf(s);rlocus(g0);bode圖對(duì)比圖（藍(lán)線代表校正前的，綠線代表校正裝置，紅線代表校正后的）：?jiǎn)挝浑A躍響應(yīng)曲線對(duì)比圖（藍(lán)線為校正前，綠線為校正后）：根軌跡對(duì)比圖（藍(lán)線為校正前的，綠線為校正后的）：動(dòng)態(tài)參數(shù)為：超調(diào)量pos延遲時(shí)間td上升時(shí)間tr峰值時(shí)間tp調(diào)節(jié)時(shí)間ts校正前0.82880.80001.10001.900054.1000校正后0.26

27、521.80003.10004.800022.1000【根軌跡校正法】同上面頻率校正法的程序，只是將校正函數(shù)換成gc=tf(43 1,264 1);得到bode圖對(duì)比圖（藍(lán)線代表校正前的，綠線代表校正裝置，紅線代表校正后的）：?jiǎn)挝浑A躍響應(yīng)曲線對(duì)比圖（藍(lán)線為校正前，綠線為校正后）：根軌跡對(duì)比圖（藍(lán)線為校正前的，綠線為校正后的）：得到校正前后的動(dòng)態(tài)參數(shù)為：超調(diào)量pos延遲時(shí)間td上升時(shí)間tr峰值時(shí)間tp調(diào)節(jié)時(shí)間ts校正前0.82880.80001.10001.900054.1000校正后0.18291.90003.30004.900015.50002.4綜上所述，采用滯后校正網(wǎng)絡(luò)能使系統(tǒng)響應(yīng)更快地

28、趨于穩(wěn)定，可以使超調(diào)量減小到令人滿意的程度，還能削弱高頻噪音，同時(shí)能夠讓截止頻率變小，相角裕度增大，從而使系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性增強(qiáng)。另一方面，采用滯后網(wǎng)絡(luò)校正后，系統(tǒng)的峰值時(shí)間、延遲時(shí)間和上升時(shí)間都有不同程度的增大，也就是說系統(tǒng)的響應(yīng)速度會(huì)受到抑制，這也是使用滯后網(wǎng)絡(luò)的缺陷之一。四、課程設(shè)計(jì)（綜合實(shí)驗(yàn)）總結(jié)或結(jié)論 利用滯后校正網(wǎng)絡(luò)的高頻幅值衰減特性，使待校正系統(tǒng)截止頻率下降。在系統(tǒng)響應(yīng)速度要求不高而需要抑制高頻噪音時(shí)，可以選用串聯(lián)滯后校正。總而言之，串聯(lián)滯后校正是犧牲系統(tǒng)的響應(yīng)速度來?yè)Q取足夠的相角裕度的，它能使系統(tǒng)變得更加穩(wěn)定。五、心得體會(huì) 這次課程設(shè)計(jì)讓我進(jìn)一步理解了系統(tǒng)的時(shí)域、頻域、動(dòng)態(tài)和靜態(tài)

29、性能的意義和重要性，并且掌握了系統(tǒng)校正的兩個(gè)基本方法頻率校正法和根軌跡校正法，受根軌跡校正法的啟發(fā)，我對(duì)主導(dǎo)極點(diǎn)的物理意義有了更深刻更全面的理解。另外，根軌跡的繪制對(duì)于研究系統(tǒng)的穩(wěn)定性也起到了相當(dāng)重要的作用，這種方法比較直觀簡(jiǎn)單，但美中不足的是它缺少數(shù)據(jù)的精確描述。所以，研究系統(tǒng)的穩(wěn)定性能時(shí)，我們不光要利用圖像的直觀性加深理解，還要有數(shù)學(xué)工具進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)處理。最后，感嘆一下，matlab的確是一個(gè)非常強(qiáng)大的軟件，它不僅能幫我們化簡(jiǎn)各種復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式從而得到最終的結(jié)果，而且還有高水平的繪圖功能，這或許也是這個(gè)軟件在相關(guān)行業(yè)經(jīng)久不衰的根本原因吧。六、參考文獻(xiàn) 1 作者1, 作者2. 書名. 出版

30、單位, 版本. 出版日期 胡壽松自動(dòng)控制原理 科技出版社 2009.07（第五版） 鄭振亞自動(dòng)控制原理課程設(shè)計(jì) 武漢理工大學(xué)附錄自動(dòng)控制理論a課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、 目的與要求本次課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完自動(dòng)控制理論課程后進(jìn)行的。詳細(xì)介紹matlab的控制系統(tǒng)工具箱的用法以及simulink仿真軟件，使學(xué)生能夠應(yīng)用matlab對(duì)自動(dòng)控制理論課程所學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行深層次的分析和研究，能用matlab解決復(fù)雜的自動(dòng)控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)題目；能用matlab設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)以滿足具體的性能指標(biāo)； 能靈活應(yīng)用matlab的control system 工具箱和simulink仿真軟件，分析系統(tǒng)的性能，進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。二、 主要內(nèi)容1、簡(jiǎn)要介紹控制系統(tǒng)理論的基本概念和基本方法，并介紹matlab軟件的基本知識(shí)。包括matlab的基本操作命令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、矩陣運(yùn)算、編程算法等; 簡(jiǎn)要介紹matlab的控制系統(tǒng)工具箱的用法。包括控制系統(tǒng)的模型及相互轉(zhuǎn)換、時(shí)域分析方法、頻域分析方法等應(yīng)用matlab工具箱進(jìn)行分析研究，增強(qiáng)理解;簡(jiǎn)要介紹simulink仿真軟件，介紹simulink的應(yīng)用方法及各種強(qiáng)大功能，應(yīng)用simulink對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真研究;簡(jiǎn)要介紹控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)所必須的工具