自動控制原理大作業(yè)

1、自動控制原理大作業(yè)學(xué)院：航天學(xué)院專業(yè)：飛行器設(shè)計與工程姓名：XX學(xué)號：XXXXXXXXXXX目錄自動控制原理大作業(yè)1設(shè)計任務(wù)書3一、設(shè)計過程31.人工設(shè)計32.系統(tǒng)校正前后bode圖53.性能指標(biāo)驗算數(shù)據(jù)5二、計算機輔助設(shè)計61.Simulink仿真框圖62.Bode圖63.校正后的bode圖：64.校正前的bode圖75.階躍響應(yīng)曲線7校正后階躍響應(yīng)曲線7校正前階躍響應(yīng)曲線86.校正裝置電路圖8三、設(shè)計結(jié)論9四、設(shè)計后的心得體會9五、參考文獻(xiàn)10設(shè)計任務(wù)書（鉆機控制系統(tǒng)）技術(shù)要求：增益KV=100；階躍信號輸入時超調(diào)量22%，調(diào)整時間為0.7s；階躍輸入且干擾為零時誤差為0；干擾為階躍，輸入

2、為0時，穩(wěn)態(tài)響應(yīng)為0.01。一、 設(shè)計過程1. 人工設(shè)計已知階躍信號輸入時超調(diào)量p=22%,調(diào)整時間ts=0.7s根據(jù)高階系統(tǒng)性能指標(biāo)關(guān)系的經(jīng)驗公式Mr=1sinp=0.16+0.4(Mr-1)ts=c2+1.5Mr-1+2.5(Mr-1)2可得：Mr=1.15，=60.41°，c=10.24rad/s系統(tǒng)是單位負(fù)反饋系統(tǒng)，所以誤差信號就是偏差信號E(s)。設(shè)ER(s)和ED(s)分別為R(s)、D(s)產(chǎn)生的誤差信號，那么有ERs=11+1ss+1GsR(s)=ss+1ss+1+GsR(s)EFs=-1ss+11+1ss+1GsFs=-1ss+1+GsF(s)按題目要求e1ss=l

3、ims0sER(s)=0e2ss=lims0sEFs=0.01解得K=100代入可知，校正前的開環(huán)傳遞函數(shù)為：G0=100s(s+1)0=180°-90°-arctan10.24=5.57°采用超前補償即可滿足。超前補償網(wǎng)絡(luò)公式Gcs=aT1s+1T1s+1=11s+112s+1a滿足：a-1a+1=sin(-0)解得a=9.95,取a=10，1=1，2=180Gcs=11s+112s+1=s+10.00555s+1補償后系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為Ges=100s(0.00555s+1)2. 系統(tǒng)校正前后bode圖3. 性能指標(biāo)驗算數(shù)據(jù)幅值穿越頻率：c=89.5rad/

4、s相位裕度：=180°-90°-arctan0.00555*89.5=63.58°穩(wěn)態(tài)誤差:ess=0.01所以設(shè)計的補償網(wǎng)絡(luò)提高了相位裕度，并且滿足了穩(wěn)態(tài)誤差要求。二、 計算機輔助設(shè)計1. Simulink仿真框圖2. Bode圖3. 校正后的bode圖：4. 校正前的bode圖5. 階躍響應(yīng)曲線校正后階躍響應(yīng)曲線校正前階躍響應(yīng)曲線6. 校正裝置電路圖其中1R1C1=11R2C2=2三、 設(shè)計結(jié)論校正后的傳遞函數(shù)為：Ges=100s(0.00555s+1)幅值穿越頻率：c=89.5rad/s相位裕度：=180°-90°-arctan0.00555*89.5=63.58°穩(wěn)態(tài)誤差：ess=0.01滿足設(shè)計要求。四、 設(shè)計后的心得體會通過本次設(shè)計，我對自動控制原理這門課程有了更加系統(tǒng)的理解。然后學(xué)會了如何使用matlab來仿真自動控制原理中的各個環(huán)節(jié)，并繪制bo