自動控制原理課程設計報告模板

1、自動控制原理課程設計專業(yè)班級：航空航天工程學生姓名：趙振巖張震歐超學號：420514011242051401114205140113指導教師：m（課程設計時間：2016年一2017年第一學期）航空航天學院i設計目的和要求31設計目的32設計要求3課程設計題目描述和要求3課程設計報告內(nèi)容31理論分析錯誤！未定義書簽。2實驗步驟錯誤！未定義書簽。3結(jié)果分析錯誤！未定義書簽。四、總結(jié)68報告正文部分:（要求：正文部分一律用小四號字，宋體，1.5倍行距。一級大標題靠左，加粗二級大標題靠左，不加粗。）一、設計目的和要求1設計目的1）培養(yǎng)學生綜合分析問題、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。2）培養(yǎng)學生運用所學知識

2、，利用MATLAB這軟件解決控制理論中的復雜和工程實際問題。3）提高學生課程設計報告撰寫水平。4）培養(yǎng)學生文獻檢索的能力。2設計要求1）熟悉MATLAB語言及Simulink仿真軟件。2）掌握控制系統(tǒng)的時域分析，主要包括系統(tǒng)的各種響應、性能指標的獲取、零極點對系統(tǒng)性能的影響、高階系統(tǒng)的近似研究，控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析，控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差的求取。3）掌握控制系統(tǒng)的根軌跡分析，主要包括多回路系統(tǒng)的根軌跡、零度根軌跡、純遲延系統(tǒng)根軌跡和控制系統(tǒng)的根軌跡分析。4）掌握控制系統(tǒng)的頻域分析，主要包括系統(tǒng)Bode圖、Nyquist圖、穩(wěn)定性判據(jù)和系統(tǒng)的頻域響應。5）掌握控制系統(tǒng)的校正，主要包括根軌跡法超前校正

3、、頻域法超前校正、頻域法滯后校正以及校正前后的性能分析二、課程設計題目描述和要求三、課程設計報告內(nèi)容要求給出詳細的理論分析、實驗步驟、結(jié)果分析示例（以下小標題根據(jù)情況自己設定）1系統(tǒng)概述MATLAB是美國Mathworks公司推出的一套高性能的數(shù)值分析和計算軟件。MATLAB名字由MATrix和LABoratory兩詞的前三個字母組合而成。1984年推向市場以來，歷經(jīng)二十多年的發(fā)展與競爭，現(xiàn)已成為國際公認的最優(yōu)秀的工程應用開發(fā)環(huán)境。它將矩陣運算、數(shù)值分析、圖形圖像處理、仿真實驗、編程技術(shù)結(jié)合在一起，為用戶提供了強有力的科學及工程問題分析、計算和設計工具。數(shù)值計算和符號計算功能MATLAB矩陣作

4、為數(shù)據(jù)操作的基本單位，提供了十分豐富的數(shù)據(jù)計算函數(shù)。MATLAB和著名的符號計算語言Maple相結(jié)合，使得MATLAB具有符號計算功能。繪圖功能MATLABI供了眾多的繪圖操作，如二維、三維簡單圖像和復雜圖像的繪制；另外MATLAB®可以用于設計圖形用戶界面，提供人機交互工作環(huán)境。編程語言MATLABM有程序結(jié)構(gòu)控制、函數(shù)調(diào)用、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、輸入輸出等程序語言的特征，而且簡單易學、編程效率高。MATLAB工具箱MATLAB除基本部分外還提供各種可選的工具箱。MATLABT具箱分為兩大類：功能性工具箱和科學性工具箱。MATLAB系統(tǒng)包含五個主要部分：MATLABF發(fā)環(huán)境；MATLA敢學函數(shù)

5、庫；MATLABgrn;MATALEH形處理系統(tǒng)；MATLAB用程序接口（API）Mathworks公司的網(wǎng)址如下。wwM址：匿名FTP服務：ftp.M.ftpM的影像站點：Novell.felk.cvut.cz新聞組：comp.soft-sys.matlab.www及FTP的internetIP地址：0Mathworks公司的技術(shù)服務聯(lián)系方式如下。技術(shù)支持：support?BUG報道：bugs文件庫：matlib2串聯(lián)滯后的概念之后校正設計是指利用校正器對數(shù)幅頻特性曲線具有負斜率（即幅頻曲線的漸近線與橫坐標夾角的tan值小于零）的區(qū)段及其相頻特性曲線具有負相移(即相

6、頻曲線的相角值小于零)區(qū)段的系統(tǒng)校正設計。這種設計方法的突出特點是校正后系統(tǒng)的剪切頻率比校正前的小，系統(tǒng)的快速性能變差，但系統(tǒng)的穩(wěn)定性能卻得到提高?？梢?，在系統(tǒng)快速性要求不是很高，而穩(wěn)定性與穩(wěn)態(tài)精度要求很高的場合，滯后校正設計方案3串聯(lián)滯后設計應用頻率法確定滯后校正參數(shù)的步驟：1、根據(jù)穩(wěn)態(tài)性能指針，繪制未校正系統(tǒng)的波德圖2、選擇滯后校正后的截止頻率c3、確定滯后校正參數(shù)B4、確定滯后校正的參數(shù)T15、寫出滯后傳遞函數(shù)6、繪制校正后的伯德圖，檢驗性能指針4理論分析1、首先確定開環(huán)增益K。由于1040)(lim2、未補償系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)應?。?12.0)(10625.0(40 )(ssssG手工畫

7、出未補償系統(tǒng)的對數(shù)幅頻漸近特性曲線：如圖(1)所示(1)確定各環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)折頻率，依次標注在軸上：慣性環(huán)節(jié)1:52.0112慣性環(huán)節(jié)2:160625.012(2)作L(G(s)可知40,1bd_asympZ子函數(shù)見附錄I)3、未補償系統(tǒng)的性能：由圖(1)中可知未補償系統(tǒng)的14.5rad/s='c,算出未出)04.32401g201g20,1(dBK的起始段。(3)在51(慣性節(jié)點轉(zhuǎn)折頻率)處,變?yōu)?40dB/dec。(4)在162(慣性節(jié)點轉(zhuǎn)折頻率)處,變?yōu)?60dB/dec。(5)畫出校正前Bode圖漸近線的程序代碼:L ()的斜率為-20dB/decL(-20dB/dec ,由-20dB

8、/decL(-20dB/dec ,由-40dB/dec(調(diào)用了漸近線求法的子函數(shù)補償系統(tǒng)的相角裕度為,'0625.0arctan'2.0arctan90丫cc說明待校正系統(tǒng)不穩(wěn)定，而且穿越頻率過大。在這種情況下，采用串聯(lián)超前校正是無效的。可以證明，但超前網(wǎng)絡的a值取到100時，系統(tǒng)的相角裕度不能超過40°,而且截止頻率會繼續(xù)加大?？紤]本題對截止頻率沒有要求，故選用串聯(lián)滯后校正可以滿足需要的性能指標。4丫，求出校正后的穿越頻率c''，由公式）'（）'丫（必"Y'ccc,在確定前）''（cc可取-6

9、6;,求出丫（'co5、根據(jù)求出的）Y（co'c,通過球相角裕度公式，ccc''0625.0arctan''2.0arctan90）'丫（'使用試探法，解得srad/4.2''c確定滯后網(wǎng)絡參數(shù)B和T。當srad/4.2''c2）可以測得424.5dB）（'L'c，再由）（'-L'20logbc0.06b令cbT''1.01sT03.70線如圖（2）中）（LcssTsbTssG7012.4111）（圖（2）中）（'L'函數(shù)為四、總結(jié)要求給出詳細的體會參考文獻（空一行：以下文獻僅供格