自动控制原理课程设计报告(2)

Bode Diagram

Gm = Inf , Pm = -102 deg (at 40.1 rad/sec)

Phase (deg)

45

010

1010Frequency (rad/sec)

10103

校正装置Bode图

18由图知，相角欲度，截止频率 c=3.08rad/s，幅值欲度无穷大。

显然，此时系统的相角裕度不符合要求，故该系统需要校正。由于校正前系统已有一定的相角欲度，因此可以考虑引入串联超前校正装置以满足相角欲度的要求。

3.4校正后系统分析

经超前校正后，系统开环传递函数为：

16(1 0.5336s)Gk(s) Gc(s)G (s)

s(s 1)(0.01s 1)(4.4173 0.5336s)

校正后结构图：

自动控制原理课程设计

1) s))

利用MATLAB 绘画系统校正后的bode图

在MATLAB中编写如下程序：

s=tf('s');

G=(16*(1+0.5336*s))/(s*(s+1)*(0.01*s+1)*(4.4173+0.5336*

figure(1)

margin(G); grid

[gm,pm,wg,wp]=margin(G);

校正后系统的bode图：

自动控制原理课程设计

Magnitude (dB)

10050

0-50-100-150-200-90

Bode Diagram

Gm = 33.9 dB (at 27.1 rad/sec) , Pm = 57.8 deg (at 2.23 rad/sec)

Phase (deg)

-135-180-225-27010

10101010Frequency (rad/sec)

1010

由上图可知，相角裕度截止频率

r 57.8o 45 ，

c 2.23rad/s 2rad/s。幅值欲度为无穷大，各项

指标均 满足设计要求。

2) 系统校正前后的单位阶跃响应对比图。

在MATLAB中编写如下程序：

s=tf('s');

G1=16/(s*(s+1)*(0.01*s+1)) G2=feedback(G1,1); t=0:0.01:5; s=tf('s');

G3=(16*(1+0.5336*s))/(s*(s+1)*(0.01*s+1)*(4.4173+0.5336

自动控制原理课程设计

*s))

G4=feedback(G3,1);

y1=step(G2,t); y2=step(G4,t); plot(t,y1,'--',t,y2);grid xlabel('t');ylabel('c(t)'); title('校正前后单位阶跃响应对比图');

text(1.2,1.5,'校正前');text(0.8,1.0,'校正后');

阶跃响应对比曲线：

校正前后单位阶跃响应对比图

1.81.6

1.41.21

c(t)

0.80.60.40.200

0.511.52

2.5t

33.544.55

四、课程设计小结与体会

在这次的课程设计之前，对于自控控制原理的相关知识，我们重新翻看好几遍以前的书本。在校正设计时候，在试取值时需要对校正 原理较好的理解才能取出合适的参数，期间我们也不是一次就成功，选了几次才选出比较合适的参数。这种不断尝试的经历让我们养成一种不断探索的科学研究精神，我想对于将来想从事技术行业的学生这是很重要的。

每一次课程设计都会学到不少东西，这次当然也不例外。不但对自动原理的知识巩固了，也加深了对 MATLAB 这个强大软件的学习和使用。

自动控制原理课程设计

同时，通过这次期末的课程设计，使我认识到自己这学期对这门课程的学习还远远不够，还没有较好地将书本中的知识较好地融合，这为我在以后的学习中敲了一记警钟。

五、参考文献

[1]杨庚辰主编. 自动控制原理. 西安电子科技大学出版社，2009.

[2]黄忠霖编著. 自动控制原理的MATLAB实现. 北京：国防教育出版社，2007 [3]张德丰编著. MATLAB控制系统设计与仿真. 北京：电子工业出版社，2009

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