单位负反馈系统

1、题目：单位负反馈系统的校正装置设计初始条件:任务时间（天）指导老师下达任务书，审题、查阅相关资料2分析、计算2编写程序1撰写报告2指导教师签名论文答辩年月系主任(或责任教师)签名：年 月 日已知某控制系统结构如图所示，要求设计校正环节Gc ( s),使系统对于阶跃输入的稳态误差为0,使系统校正后的相角裕量45，幅值裕量h 10dB.要求完成的主要任务：(包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求)(1) 用MATLAB乍出原系统的系统伯德图，计算系统的幅值裕度和相位裕度。(2) 在系统前向通路中插入一校正装置，确定校正网络的传递函数，并用MATLAB进行验证。给出所设计的校正装置

2、电路图，并确定装置的各参数值。(3) 用MATLAB出未校正和已校正系统的根轨迹。(4) 用Matlab对校正前后的系统进行仿真分析，画出阶跃响应曲线，计算其时域性能指标。(5) 对上述任务写出完整的课程设计说明书，说明书中必须进行原理分析，写清楚分析计算的过程及其比较分析的结果，并包含 Matlab源程序或Simulink仿真模型，说明书的格式按照教务处标准书写。时间安排：目录摘要11设计题目2.2要求完成的主要任务2.3设计的总体思路2.4用MATLA作出原系统的系统伯德图和根轨迹 35超前校正过程.5.6滞后校正过程&7 用 simulink 仿真138总结15参考文献16本科生课程设计

3、成绩评定表17摘要一个自动控制系统是由被控对象还有控制器两大部分组成的，所谓系统设计，就是根 据给定的被控对象和控制任务设计控制器，并将构成控制器的各元部件与被控对象适当组 合起来，使之按照一定的精度完全控制任务。本次课程设计为单位负反馈系统的校正设 计，提高学生对课程的理解以及实际动手能力。在系统的校正过程，熟练作用软件MATLAB进行仿真操作，能够更加清晰看出系统校正前与校正后的变化过程。MATLAB的名称源自Matrix Laboratory，它是一种科学计算软件，专门以矩阵的形式 处理数据。MATLAB!高性能的数值计算和可视化集成在一起，并提供了大量的内置函数， 从而被广泛地应用于科

4、学计算、控制系统、信息处理等领域的分析、仿真和设计工作，而 且利用MATLAB产品的开放式结构，可以非常容易地对 MATLAB的功能进行扩充，从 而在不断深化对冋题认识的同时，不断完善MATLAB产品以提咼产品自身的竞争能力。关键词：系统设计 校正MATLAB精品文档交流单位负反馈系统的校正装置设计1设计题目已知某控制系统结构如图所示，要求设计校正环节Gc (s),使系统对于阶跃输入的稳态误差为0,使系统校正后的相角裕量45o，幅值裕量h 10dB.100s(s 1)( s 10)2要求完成的主要任务(1) 用MATLAB作出原系统的系统伯德图，计算系统的幅值裕度和相位裕度。(2) 在系统前向

5、通路中插入一校正装置，确定校正网络的传递函数，并用MATLA进行 验证。给出所设计的校正装置电路图，并确定装置的各参数值。(3) 用MATLAB画出未校正和已校正系统的根轨迹。(4) 用MATLAB对校正前后的系统进行仿真分析，画出阶跃响应曲线，计算其时域性 能指标。(5) 对上述任务写出完整的课程设计说明书，说明书中必须进行原理分析，写清楚分析计算的过程及其比较分析的结果，并包含MATLAB源程序或Simulink仿真模型，说明书的格式按照教务处标准书写。3设计的总体思路limsE 111 liI I hi1 11 1 iR91 i1 Illi1li11 H1 II 1 4a11i 1 I1

6、Eb ti l bi1 11I 1 Xj 1 k1 i W1 1 i 1 1KlI 1 lhilli4 1=r=TT T11 r八八T八T= T r i n =1i r i iitt 1廿T肓-rn i -十4rrr11l IIlki1 11I 41 i| 1 H、1 i i1 1 1 1 1P119V P 1 114a I V11 flidi1 11P 14 1V7! i i1 1 1 4 1PV11 t1 p 1 1*V11 f11 Vl l Fi1 1l1 1 1 1 V11 i i1 1 1 1 1If11 f II9fVIP1I flipi1 1111 ：l 1 1 Vp、1 i g

7、1 1 I 1 1IP91 VV V 1 1VpIIPr r-T_LT1 F Tr - - T - TnFrrTIT1 T -Hp-ri f f r 廿- F -T r_lI-11 -m -耳Lijn1i 1 Pi|9riI 11 9 1 j I 1 |l| |l p 1 1p i1 |li!IIl n i n a P1| l ：| ITP p 1 -1niii1|- 1I I |lij1Ii n :i n i iHi rSt i i 110IP1 p 1 133Epi I |- a INi；| 191 Ll II 1 11ii11ia :| |1aiiiBJE ii1i i I |li1lr

8、ii i i iiiiiii i Tsj ib J ii iiiII1i ii11 i hi1 1ii i i illfei ii i i iS_ib1 lii b i in1IIail a * r a-r-T.严骨F F十r a - H t a Ta Ta 1!-rJ T fr r弓君曾*- 1= f円 n Ja r 亠T -qr in-11 i 1 hiJii1i a ii ii I b11i i1 i i i i-bli I bb b 1 iiaiiiii1 bfe i h11 11fa i I 4 ri bII1 ri1 1 i 1 bli 1 bIi b 1 1gb ii1 i i

9、hlIl1K i -I Irikt1 ri1 1 1 1 l7k 1 Iitilliilii i iii1 bi 1 hlIl1k 41 1 i kH1 i1 i 1 1 i_Li Iik li l 1iikri 1 IaI11 k r i hl:1 h hl L-,IlIl11hi11iii1111i|b b1 i1 11 1 i 1 iil!M 1 II-Jii i k幅值裕度为0.828db相位裕度为1.58deg幅值截止频率 Wcg=3.16rad/s相位截止频率Wcp=3.01rad/s校正前的根轨迹图如下源程序：num = 100; den=1 11 10 0;rlocus( nu

10、 m,de n)30Root Lotus20100-20-40-30/ -10 0 10Real Axis (secoRtis-1)20昱裁幅值裕度 h =23.210db用滞后校正装置符合设计题目的要求。校正后的根轨迹，如图9源程序：num = 1633 100;den = 228.2 2511.2 2293 10 0; rlocus(num,den)Root Locus3020100-10-20340-30-20-1001020J)Real Axis (seconds )图9校正后的根轨迹图校正后的单位阶跃响应，如图10源程序:G=tf(1633 100,228.2 251.2 2293 10 0);G1= feedback(G1)； t=0:0.1:100;step(G1,t);grid xlabel ( t ；ylabel( c(t);Title(校正后单位阶跃响应)1.4Step ResponseTime(seconds图10校正后的单位阶跃响应图Bode Diagiam0020000623校正前校讦后校正系统W_110Frequency (radi*)11OJ图11校正前后和校正装置bode图（校正前一红色校正装置一绿色校正后一蓝色）由图11可看出，系统加入滞后校正装置后，在w0.0229rad/s的频率范围内，滞后装置衰减了 G（jw）的幅值，