用MATLAB進(jìn)行控制系統(tǒng)的超前校正設(shè)計(jì)

學(xué)號(hào)：0121111360232或課佶題目用MATLAB進(jìn)行控制系統(tǒng)的超前校正設(shè)計(jì)學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院專(zhuān)業(yè)自動(dòng)化班級(jí)自動(dòng)化11班姓名指導(dǎo)教師譚思云2013年12月25日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)學(xué)生姓名： 劉嘉雯 專(zhuān)業(yè)班級(jí)：自動(dòng)化1102班指導(dǎo)教師：譚思云 工作單位：自動(dòng)化學(xué)院題目：用MATLAB進(jìn)行控制系統(tǒng)的超前校正設(shè)計(jì)。初始條件：已知一單位反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)是s（1+O.ls）（1+0.3s）要求系統(tǒng)的靜態(tài)速度誤差系數(shù)K<6，y>45。v要求完成的主要任務(wù)：（包括課程設(shè)計(jì)工作量及其技術(shù)要求，以及說(shuō)明書(shū)撰寫(xiě)等具體要求）1、 用MATLAB作出滿(mǎn)足初始條件的K值的系統(tǒng)伯德圖，計(jì)算系統(tǒng)的幅值裕度和相位裕度。2、 在系統(tǒng)前向通路中插入一相位超前校正，確定校正網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)，并用MATLAB進(jìn)行驗(yàn)證。3、 用MATLAB畫(huà)出未校正和已校正系統(tǒng)的根軌跡。4、 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)中要求寫(xiě)清楚計(jì)算分析的過(guò)程，列出MATLAB程序和MATLAB輸出。說(shuō)明書(shū)的格式按照教務(wù)處標(biāo)準(zhǔn)書(shū)寫(xiě)。時(shí)間安排：1、 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的布置，講解（半天）2、 根據(jù)任務(wù)書(shū)的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)構(gòu)思。（半天）3、 熟悉MATLAB中的相關(guān)工具（一天）4、 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真分析。（三天）5、撰寫(xiě)說(shuō)明書(shū)。（二天）6、 課程設(shè)計(jì)答辯（半天）指導(dǎo)教師簽名:系主任（或責(zé)任教師）簽名:目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"摘要 1\o"CurrentDocument"1課程設(shè)計(jì)目的 2\o"CurrentDocument"2設(shè)計(jì)條件及任務(wù)要求 2\o"CurrentDocument"2.1設(shè)計(jì)條件 2\o"CurrentDocument"2.2設(shè)計(jì)任務(wù)要求 2\o"CurrentDocument"3設(shè)計(jì)基本原理 3\o"CurrentDocument"3.1超前校正 33.2根軌跡法 5\o"CurrentDocument"4設(shè)計(jì)過(guò)程 6\o"CurrentDocument"4.1基本思路及步驟 6\o"CurrentDocument"4.2校正前系統(tǒng)分析 7\o"CurrentDocument"4.2.1開(kāi)環(huán)增益 7\o"CurrentDocument"4.2.2相位裕度和幅值裕度 7\o"CurrentDocument"4.2.3伯德圖 8\o"CurrentDocument"4.2.4根軌跡 10\o"CurrentDocument"4.3超前校正系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10\o"CurrentDocument"4.3.1理論分析 10\o"CurrentDocument"4.3.2參數(shù)計(jì)算 12\o"CurrentDocument"4.3.3編程設(shè)計(jì) 12\o"CurrentDocument"4.4校正后系統(tǒng)分析 13\o"CurrentDocument"4.4.1伯德圖 13\o"CurrentDocument"4.4.2根軌跡 14\o"CurrentDocument"5結(jié)果對(duì)比與分析 15\o"CurrentDocument"5.1校正前后階躍響應(yīng)曲線 155.2結(jié)果分析 16\o"CurrentDocument"6總結(jié) 17\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn) 18摘要在自動(dòng)控制理論中，超前校正是相當(dāng)重要的一環(huán)，對(duì)于系統(tǒng)的優(yōu)化有很重要的意義。用MATLAB進(jìn)行控制系統(tǒng)的超前校正設(shè)計(jì)是對(duì)所學(xué)的自動(dòng)控制原理的初步運(yùn)用。本課程設(shè)計(jì)先針對(duì)校正前系統(tǒng)的穩(wěn)定性能，用MATLAB畫(huà)出其根軌跡及伯德圖進(jìn)行分析，是否達(dá)到系統(tǒng)的要求，然后對(duì)校正裝置進(jìn)行參數(shù)的計(jì)算和選擇，串聯(lián)適當(dāng)?shù)某靶Ｕb置。最后通過(guò)階躍響應(yīng)曲線對(duì)比前后系統(tǒng)，論證校正后的系統(tǒng)是否達(dá)到要求。關(guān)鍵字：超前校正MATLAB伯德圖根軌跡用MATLAB進(jìn)行控制系統(tǒng)的超前校正設(shè)計(jì)1課程設(shè)計(jì)目的本次課程設(shè)計(jì)通過(guò)讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)，進(jìn)一步加深對(duì)自動(dòng)控制原理基本知識(shí)的掌握和認(rèn)識(shí)，更深入地研究相關(guān)理論。并通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)，提高實(shí)際動(dòng)手能力。使用MATLAB軟件，學(xué)習(xí)利用根軌跡及伯德圖等對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析。旨在培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)分析能力、設(shè)計(jì)能力及編程能力，鞏固理論所學(xué)。2設(shè)計(jì)條件及任務(wù)要求2.1設(shè)計(jì)條件初始條件如下：已知一單位反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)是Ks(lKs(l+0.1s)(1+0.3s)要求系統(tǒng)的靜態(tài)速度誤差系數(shù)2.2設(shè)計(jì)任務(wù)要求（1）用MATLAB作出滿(mǎn)足初始條件的K值的系統(tǒng)伯德圖，計(jì)算系統(tǒng)的幅值裕度和相位裕度。（2）在系統(tǒng)前向通路中插入一相位超前校正，確定校正網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)，并用MATLAB進(jìn)行驗(yàn)證。（3） 用MATLAB畫(huà)出未校正和已校正系統(tǒng)的根軌跡。（4） 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)中要求寫(xiě)清楚計(jì)算分析的過(guò)程，列出MATLAB程序和MATLAB輸出。說(shuō)明書(shū)的格式按照教務(wù)處標(biāo)準(zhǔn)書(shū)寫(xiě)。

3設(shè)計(jì)基本原理3.1超前校正超前校正的基本原理就是利用超前相角補(bǔ)償系統(tǒng)的滯后相角，改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，增加相位裕度，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。超前校正利用超前網(wǎng)絡(luò)或PD控制器進(jìn)行串聯(lián)校正，在前向通道中串聯(lián)傳遞函數(shù)為：1+aTs

G&)=1+Ts，a>1其中參數(shù)a其中參數(shù)a超前校正裝置的伯德圖如圖3-2所示。圖3-2超前校正網(wǎng)絡(luò)的伯德圖圖3-2超前校正網(wǎng)絡(luò)的伯德圖超前校正的目的是改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)靜態(tài)性能不受損的前提下，提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。通過(guò)加入超前校正環(huán)節(jié)，利用其相位超前特性來(lái)增大系統(tǒng)的相位裕度，改變系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)頻率特性，提高其穩(wěn)定性。一般使校正環(huán)節(jié)的最大相位超前角出現(xiàn)在系統(tǒng)

新的穿越頻率點(diǎn)。如圖3-3所示，典型的無(wú)源超前裝置由阻容元件組成。裝置的傳遞函數(shù)為a/）=幣a/）=幣⑴UijZi式中jZi圖3-3典型無(wú)源超前裝置R+R RR圖3-3典型無(wú)源超前裝置a=—1 2>1T=1—2CR R+R212通常a為分度系數(shù)，T叫時(shí)間常數(shù)，由式（1）可知，采用無(wú)源超前網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行串聯(lián)校正時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益要下降a倍，因此需要提高放大器增益交易補(bǔ)償。根據(jù)式（1），可以得無(wú)源超前網(wǎng)絡(luò)aG（s）的對(duì)數(shù)頻率特性，超前網(wǎng)絡(luò)對(duì)頻率在1/aT至c1/T之間的輸入信號(hào)有明顯的微分作用，在該頻率范圍內(nèi)，輸出信號(hào)相角比輸入信號(hào)相角超前，超前網(wǎng)絡(luò)的名稱(chēng)由此而得。在最大超前角頻率?處，具有最大超前角申。TOC\o"1-5"\h\zm m超前網(wǎng)絡(luò)（2-1）的相角為：\o"CurrentDocument"申（w）二arctgaT①一arctgT① （2）c將上式對(duì)w求導(dǎo)并且令其為零，得到最大超前角頻率:將上式代入（2），得最大超前角：a一1 a-.1\o"CurrentDocument"申=arctg=arc-s^n

m2爲(wèi) a+1同時(shí)還容易得到wm=wc。最大超前角申僅僅與衰減因子a有關(guān)，a值越大，超前網(wǎng)絡(luò)的微分效果越強(qiáng)。但是am的最大值還受到超前網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)的制約，通常情況下，a取為20左右，這也就意味著超前網(wǎng)絡(luò)可以產(chǎn)生的最大相位超前約為65。，如果所需要的大于65。的相位超前角，那么就可以采用兩個(gè)超前校正網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)實(shí)現(xiàn)，并且在串聯(lián)的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間加入隔離放大器，借以消除它們之間的負(fù)載效應(yīng)。所以通過(guò)以上的分析發(fā)現(xiàn)，利用超前網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行串聯(lián)校正的基本原理，是利用超前網(wǎng)絡(luò)的相角超前特性。只要正確的將超前網(wǎng)絡(luò)的交接頻率1/aT或1/T選在待校正系統(tǒng)截止頻率的兩旁，并適當(dāng)?shù)倪x擇參數(shù)a和T,就可以使已校正系統(tǒng)的截止頻率和相角裕度滿(mǎn)足性能指標(biāo)的要求，從而改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，使校正后的系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：（1） 低頻段的增益滿(mǎn)足穩(wěn)態(tài)精度的要求；（2） 中頻段對(duì)數(shù)幅頻特性的斜率為-20db/dec，并且具有較寬頻帶，使系統(tǒng)具有滿(mǎn)足的動(dòng)態(tài)性能；（3） 高頻段要求幅值迅速衰減，以減少噪聲的影響。3.2根軌跡法根軌跡法是一種求特征根的簡(jiǎn)單方法，在控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)中得到廣泛的應(yīng)用。這一方法不直接求解特征方程，用作圖的方法表示特征方程的根與系統(tǒng)某一參數(shù)的全部數(shù)值關(guān)系，當(dāng)這一參數(shù)取特定值時(shí)，對(duì)應(yīng)的特征根可在上述關(guān)系圖中找到。這種方法叫根軌跡法。根軌跡法具有直觀的特點(diǎn)，利用系統(tǒng)的根軌跡可以分析結(jié)構(gòu)和參數(shù)已知的閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和瞬態(tài)響應(yīng)特性，還可分析參數(shù)變化對(duì)系統(tǒng)性能的影響。在設(shè)計(jì)線性控制系統(tǒng)時(shí),可以根據(jù)對(duì)系統(tǒng)性能指標(biāo)的要求確定可調(diào)整參數(shù)以及系統(tǒng)開(kāi)環(huán)零極點(diǎn)的位置，即根軌跡法可以用于系統(tǒng)的分析與綜合。在控制系統(tǒng)的分析和綜合中，往往只需要知道根軌跡的粗略形狀。由相角條件和幅值條件所導(dǎo)出的8條規(guī)則，為粗略地繪制出根軌跡圖提供方便的途徑。根軌跡繪制方法如下：（1） 根軌跡的分支數(shù)等于開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)極點(diǎn)的個(gè)數(shù)。（2） 根軌跡的始點(diǎn)（相應(yīng)于K=0）為開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)的極點(diǎn)，根軌跡的終點(diǎn)（相應(yīng)于K=8）為開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)的有窮零點(diǎn)或無(wú)窮遠(yuǎn)零點(diǎn)。（3） 根軌跡形狀對(duì)稱(chēng)于坐標(biāo)系的橫軸（實(shí)軸）。（4） 實(shí)軸上的根軌跡按下述方法確定：將開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)的位于實(shí)軸上的極點(diǎn)和零點(diǎn)由右至左順序編號(hào)，由奇數(shù)點(diǎn)至偶數(shù)點(diǎn)間的線段為根軌跡。（5） 實(shí)軸上兩個(gè)開(kāi)環(huán)極點(diǎn)或兩個(gè)開(kāi)環(huán)零點(diǎn)間的根軌跡段上，至少存在一個(gè)分離點(diǎn)或會(huì)合點(diǎn)，根軌跡將在這些點(diǎn)產(chǎn)生分岔。在無(wú)窮遠(yuǎn)處根軌跡的走向可通過(guò)畫(huà)出其漸近線來(lái)決定。漸近線的條數(shù)等于開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)的極點(diǎn)數(shù)與零點(diǎn)數(shù)之差。根軌跡沿始點(diǎn)的走向由出射角決定，根軌跡到達(dá)終點(diǎn)的走向由入射角決定。根軌跡與虛軸(縱軸)的交點(diǎn)對(duì)分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性很重要，其位置和相應(yīng)的K值可利用代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)來(lái)決定。4設(shè)計(jì)過(guò)程4.1基本思路及步驟超前校正的方法有很多種，本次課程設(shè)計(jì)中采用頻域法。步驟如下：(1)根據(jù)穩(wěn)態(tài)誤差要求，確定開(kāi)環(huán)增益K。利用已確定的開(kāi)環(huán)增益，計(jì)算待校正系統(tǒng)的相角裕度和幅值裕度。根據(jù)截止頻率叮的要求，計(jì)算a和T。令①加二巴"，以保證系統(tǒng)的響應(yīng)速度，并充分利用網(wǎng)絡(luò)的相角超前特性。顯然①m 成立的條件是—l(①')=l@ =) 10agTOC\o"1-5"\h\zc cm根據(jù)上式不難求出a值，然后確定T。驗(yàn)算已校正系統(tǒng)的相角裕度廠。驗(yàn)算時(shí)，求得申，再由已知的①''算出待校正系統(tǒng)m c在①''時(shí)的相角裕度Y(①'')。最后，按下式算出c cfy"= +y(①)m c如果驗(yàn)算結(jié)果不滿(mǎn)足指標(biāo)要求，要重選O，一般使?增大，然后重復(fù)以上步驟。m m

4.2校正前系統(tǒng)分析4.2.1開(kāi)環(huán)增益校正前系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為:Ks(1+0.1s)(1+0.3s)題目要求系統(tǒng)的靜態(tài)速度誤差系數(shù)K<6v取Kv=6,根據(jù)靜態(tài)速度誤差系數(shù)Kv的計(jì)算公式:Kv=limsG(s)ST0得：Kv=6可知校正前的開(kāi)環(huán)增益為：K=6。則校正前的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為：G(G(s)二6s(1+0.1s)(1+0.3s)4.2.2相位裕度和幅值裕度使開(kāi)環(huán)頻率特性的相角為-180。的頻率，稱(chēng)為相位穿越頻率w，即gZG(jw)H(jw)=—180。g g使開(kāi)環(huán)頻率特性的幅值為1或者0dB的頻率，稱(chēng)為增益穿越頻率或者截止頻率w，g即IG(jw)H(jw)1=1c c或者

2010河H)問(wèn)(=)ITOC\o"1-5"\h\zc c相角裕度Y和幅值裕度K或h的定義如下：丫二180。+ZG(jo)Hj)g c c1IGjoHjO )Ig g或者h(yuǎn)二201gK=-201gIG(jo)H(jo)Ig g g根據(jù)IG(jo)H(jo)I=1和ZG(jo)H(jo)=—180?？闪谐鋈缦路匠蹋篶 c g gZG(jw)=一90-arctan0.1w一arctan0.3w=-180°L(e)=20lgA(o)=0c c求得校正前系統(tǒng)截止頻率o=3.74r/s，相位穿越頻率o=5.77r/s。c g于是得出校正前系統(tǒng)的相位裕度和幅值裕度為丫=21.2,h=6.94dB。004.2.3伯德圖由伯德圖可得校正前系統(tǒng)的相位裕度和幅值裕度。由校正前系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)：G(G(s)=6s(1+0.1s)(1+0.3s)用MATLAB用MATLAB繪制伯德圖的程序如下:clearall;k0=6;n1=1;dl=conv([l0],conv([0.11],[0.31]));[mag,phase,w]=bode(kO*nl,dl);figure(l);margin(mag,phase,w);holdonfigure(2);s1=tf(k0*n1,d1);sys=feedback(s1,1);step(sys)BodeDiagram:Gm舜6.94dB(at5.77rad/Sec),Pm=21^-:deg(at.^.74rad/sec)BodeDiagram:Gm舜6.94dB(at5.77rad/Sec),Pm=21^-:deg(at.^.74rad/sec)50〔曇〕〔曇〕-50-■100-150-90-1：^5-180-225-270io'1 101 102 -1oJFrequency'(rad^ec)圖4-1校正前系統(tǒng)伯德圖截止頻率w二3.74r/sc穿越頻率截止頻率w二3.74r/sc穿越頻率w=5.77r/sg0幅值裕度h0二6.94dB用MATLAB得出的結(jié)果與計(jì)算結(jié)果一致。

4.2.4根軌跡用MATLAB繪制根軌跡的程序如下：num=[l];den=[0.030.410];rlocus(num,den)圖4-2為校正前系統(tǒng)的根軌跡?！埂?0100-10RootLocus-20-10RealAxis01020-30RootLocus-20-10RealAxis010204.3超前校正系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.3.1理論分析先求取超前校正的最大超前相角申及取得最大超前相角的頻率?。m m甲=y'-y+8m①=①'m c超前校正時(shí)系統(tǒng)的截止頻率增大，未校正系統(tǒng)的相角一般是較大的負(fù)相角。這里加上一個(gè)附加角，用于補(bǔ)償。超前校正的頻率特性G(購(gòu))=c相頻特性p@)二arctanaT①一arctanT①cdp(?)_ aT Td? 1+(aT?)21+(T?)2令dpe(?)=0，求得d?? m<aT曰于疋”1”1p=arctanaT —arctanTm aT aT=arctan、a—arctana、a—=arctan a1+、：a―aa—1=arctan—2叮a.a—1p一arcsinm a+1即當(dāng)?= 時(shí)，mVaTa—1 ,超前相角最大為p=arcsin一。可以看出，p只與a有關(guān)。m a+1 m由上面的結(jié)果可見(jiàn)，p只與a有關(guān)。a越大，p越大，對(duì)系統(tǒng)的相角補(bǔ)償越大，超m m前網(wǎng)絡(luò)的微分效應(yīng)越強(qiáng)，高頻干擾越嚴(yán)重，為了保持較高的系統(tǒng)信噪比，實(shí)際選用的a值一般不超過(guò)20。進(jìn)一步分析還可以得到，當(dāng)a>20（即p二65。），p的增加就不顯著了。m m當(dāng)aTs時(shí)，超前校正最大補(bǔ)償相角為-，其實(shí)是不可能實(shí)現(xiàn)的。同時(shí)a越大，需要增2加的放大倍數(shù)越大，校正環(huán)節(jié)的物理實(shí)現(xiàn)就越困難。所以，綜合考慮上述因素，一般取a=5~20，即用超前校正補(bǔ)償?shù)南嘟且话悴怀^(guò)65。。4.3.2參數(shù)計(jì)算取附加角￡=28°取附加角最大超前相角co=丫'一丫+￡=45°—21.2°+28°—51.8°m則求得校正后開(kāi)環(huán)截止頻率為o—6.54rad/s.cT=0.0529s即可求出也可在校正前系統(tǒng)伯德圖上作直線與未校正系統(tǒng)對(duì)數(shù)幅頻特性曲線相交,校正后開(kāi)環(huán)截止頻率。因此可以得出超前校正的傳遞函數(shù)為：即可求出G(s)-°.44°1S+1c0.0529s+14.3.3編程設(shè)計(jì)可利用MATLAB編程，直接得到超前校正裝置的傳遞函數(shù)。程序如下：>>k=6;n1=[1]；d1=conv([10],conv([0.11],[0.31]));[mag,phase,w]=bode(k*n1,d1);gama=50;gama1=gama-21.2+30;gam=gama1*pi/180;a=(1-sin(gam))/(1+sin(gam));abd=20*log10(mag);am=20*logl0(sqrt(a));wc=spline(abd,w,am);T=1/(wc*sqrt(a));Gc=tf([T1],[a*T1])MATLAB編程結(jié)果如圖4-3所示。Transferfaction:0.4401s+10.05278s+1圖4-3MATLAB顯示結(jié)果4.4校正后系統(tǒng)分析4.4.1伯德圖加入超前校正裝置后，系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為：G_ 60.44s+1)1⑸_s(1+0.1s)?+O.3s)6.O53s+1)用MATLAB繪制伯德圖的程序如下：>>n1=6;d1=conv([10],conv([0.11],[0.31]));s1=tf(n1,d1);s2=tf([0.44011],[0.052781]);sope=s1*s2;[mag,phase,w]=bode(sope);margin(mag,phase,w)

SodeDiagram:Gm-11.7dB(at14.8rad/^bc),Pm=45:5deg(at6.54rad/sec^由MATLABSodeDiagram:Gm-11.7dB(at14.8rad/^bc),Pm=45:5deg(at6.54rad/sec^50fiB七匚gzfiB七匚gz〔rTi.p」IDMEiLI_LL-■100-ISO-90-1：翕-180-225^270■10° 101 102 -1oJFrequency：^r.ad/sec)圖4-4校正后系統(tǒng)伯德圖由圖可知，校正后系統(tǒng)：相位裕度丫二45.5，截止頻率O二6.54rad/s。c4.4.2根軌跡用MATLAB繪制根軌跡的程序如下:>>num=6*[0.44011];denl=conv([l0],[0.11]);den2=conv([0.31],[0.052781]);den=conv(den1,den2);G1=tf(num,den);rlocus(G1)圖4-5為系統(tǒng)校正后的根軌跡圖。60-6C-80-40-60-40-2GRealAxis0 20 40RootLocus402LOW一遵A」(n匚一mlnE-圖4-5校正后系統(tǒng)根軌跡5結(jié)果對(duì)比與分析5.1校正前后階躍響應(yīng)曲線用MATLAB畫(huà)出校正前后系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)的程序?yàn)閚uml=[6];denl=[0.03,0.4,l,0];num3=[2.6406,6];den3=[0.00158，0.0512,0.453,1,0];t=[0:0.02:5][numc1,denc1]=cloop(num1,den1)y1=step(numc1,denc1,t)[numc3,denc3]=cloop(num3,den3)y3=step(numc3,denc3,t)plot(t,[yl,y3]);gridgtext('before')gtext('after')所得階躍響應(yīng)曲線如圖5-1所示。圖5-1校正前后階躍響應(yīng)曲線5.2結(jié)果分析由校正后系統(tǒng)伯德圖和根軌跡可以看出，由于采用了串聯(lián)超前校正，相角裕度由原來(lái)的21.2。增大到45.5°，滿(mǎn)足系統(tǒng)的靜態(tài)速度誤差系數(shù)K<6，丫'45的要求。v由系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)曲線可以看出：加入校正裝置后，校正后系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)的調(diào)節(jié)時(shí)間大大減小，大大提升了系統(tǒng)的響應(yīng)速度。校正后系統(tǒng)的超調(diào)量明顯減小了，阻尼比增大，動(dòng)態(tài)性能得到改善。校正后系統(tǒng)的上升時(shí)間減小很多，從而提升了系統(tǒng)的響應(yīng)速度。綜上，串入超前校正裝置后，明顯地提升了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)，增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。6總結(jié)通過(guò)這次對(duì)控制系統(tǒng)的超前校正的設(shè)計(jì)與分析，我對(duì)串聯(lián)超前校正環(huán)節(jié)有了更清晰的認(rèn)識(shí)，加深了對(duì)課本知識(shí)的進(jìn)一步理解，也讓我更進(jìn)一步熟悉了相關(guān)的MATLAB軟件的基本編程方法和使用方法。通過(guò)復(fù)習(xí)課本知識(shí)以及查閱有關(guān)資料確定了整體思路，通過(guò)自己演算確定校正網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，然后運(yùn)用MATLAB軟件編程驗(yàn)證，作圖。在word編輯以及MATLAB軟件遇到了一系列問(wèn)題，通過(guò)上網(wǎng)查詢(xún)或者請(qǐng)教同學(xué)都得到了解決，因而設(shè)計(jì)的過(guò)程中也提高了我的各方面能力，收獲很大。本次課程設(shè)計(jì)的核心之一是MATLAB軟件的使用，MATLAB是一款功能十分強(qiáng)大的軟件，不僅在信號(hào)與系統(tǒng)上有充分的應(yīng)用，在自動(dòng)控制上也顯示出了它強(qiáng)大的功能。用MATLAB可以繪制跟軌跡，伯德圖，那奎斯特圖，還可以仿真。平時(shí)上課只知道課本上的理論知識(shí)，其實(shí)MATLAB就是一個(gè)理論與實(shí)際聯(lián)系的很好的工具，通過(guò)學(xué)會(huì)用MATLAB我可以更好的理解課本上的理論知識(shí)。總之，通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)我體會(huì)到了學(xué)習(xí)自動(dòng)控制原理，不僅要掌握書(shū)本上的內(nèi)容，還要靈活思考，善于變換，在提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的過(guò)程中提高自己分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。要把理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。并且以后一定要多讀多寫(xiě)MATLAB的各種程序，以便在將來(lái)的工作學(xué)習(xí)中能更好的應(yīng)用！參考文獻(xiàn)胡壽松.自動(dòng)控制原理（第四版）?北京：科學(xué)出版社，2002王萬(wàn)良?自動(dòng)控制原理?北京：科學(xué)出版社，2001宋樂(lè)鵬?自動(dòng)控制原理?北京：清華大學(xué)出版社，2012馬莉.MATLAB語(yǔ)言實(shí)用教程?北京：清華大學(xué)出版社，2010黃堅(jiān)?自動(dòng)控制原理及其應(yīng)用?北京：高等教育出版社，2004附錄常用MATLAB函數(shù)簡(jiǎn)介step函數(shù)用MATLAB作控制系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)時(shí)，如果已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)的系數(shù)，則可以用step(num,den)或者step(num,den,t)，就得到系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線。step(num,den)中沒(méi)有指定時(shí)間t,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成時(shí)間向量，響應(yīng)