随动系统的二阶参考模型

本文格式为Word版，下载可任意编辑——随动系统的二阶参考模型重庆邮电大学移通学院本科毕业设计（论文）

重庆邮电大学移通学院

毕业设计任务书（简明）技术资料

一、设计题目：

题目18随动系统的二阶参考模型串联校正设计及仿真研究

二、系统说明：

设二阶系统结构框图如所示

C2R0AR2rR0RcRfAR0C1yA二阶系统结构框图

定义Gp?s?y?s???s?为原二阶系统开环传递函数。

其中：??s?r?s??y?s?

三、系统参量：

系统输入信号：r?t?；系统输出信号：y?t?；

四、设计指标：

1.设定：在输入为r?t??a?bt，（其中：a?5b?1/sec.）；

2.在保证静态指标的ess?0.8的前提下，要求动态期望指标：ts?2s（?%?5%）。

五、设计要求：

基于频率特性法，试用二阶参考模型法（即??22）设计串联校正装置，以使系统满

足设计指标的要求。重庆邮电大学移通学院：自动化系指导教师：汪纪锋

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重庆邮电大学移通学院本科毕业设计（论文）日期：2023.12

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摘要

在科技高速发展的今天，自动控制技术不仅在工业控制中有广泛的应用，而且在军事、农业、航空、航海、核能利用等领域也起着十分重要的作用。对于一个系统，首要的要求就是系统的稳定性。同时还要求系统的动态性能和稳态性能要满足实际要求，这些都可以通过设计校正来实现，使其达到期望的性能指标。

在本文中将要探讨的系统是典型的Ⅰ型2阶线性系统，首先使用劳斯判据判断系统的稳定性，再研究它的静态性能，动态性能是否达到要求。从系统分析中可以看出，在同时满足静态性能指标和系统稳定的前提下，无法通过改变放大倍数来使系统的动态性能满足。只有通过串联一个校正装置，才能使系统可以实现给定的性能指标，从而达到系统的设计要求。

本文对原系统采用二阶参考模型串联校正的方法来改善系统的性能指标，主要有以下这些步骤。第一步，做出原系统的固有特性图。其次步，依照性能要求，确定截止频率?c，作二阶参考模型特性。第三步，两线相减，求得校正装置。第四步，设置校正装置，作校正后的波德图，判断校正后系统的性能指标。

最终使系统在输入为r(t)?5?t时的静态指标ess?0.8，同时使动态期望指标ts?2s。并且用MATLAB对原系统和校正后的系统分别进行仿真，对比它们的波德图以及在指定输入下的输出，分析其是否达到要求。

二阶校正仿真线性

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ABSTRACT

Intherapiddevelopmentoftechnologytoday,automaticcontroltechnologyisnotonlywidelyusedinindustrialcontrol,butalsointhefieldsofmilitary,agriculture,aviation,marine,nuclearenergyalsoplaysanimportantrole.Forasystem,thefirstrequirementisthatthesystemstability.Atthesametimealsorequiresthesystemdynamicperformanceandsteady-stateperformancetomeetthepracticalrequirements,allofthesecanbeachievedthroughthedesignofcorrection,enablesittoachievethedesiredperformance.

Thesystemwillbediscussedinthispaperisatypeoftypical2orderlinearsystem,firstlytheRouthcriteriontodeterminethestabilityofthesystem,andthenstudyitsstaticperformance,dynamicperformanceandcanmeettherequirements.Fromthesystemanalysiscanbeseen,inthepremiseofstaticperformanceandthesystemstabilityandmeetthedynamicperformance,tomeetthesystemcouldnotbeamplifiedbymultipletochange.Onlythroughtheseriesacorrectiondevice,inordertomakethesystemcanachievethegivenperformanceindex,soastoachievethedesignrequirementsofthesystem.

Performanceindexofthesystembyusingtwoorderreferencemodelseriescorrectionmethodtoimprovethesystem,mainlyhasthefollowingthesesteps.First,maketheinherentcharacteristicsoftheoriginalsystemdiagram.Thesecondstep,accordingtoperformancerequirements,determinethecut-offfrequency,thetwoorderreferencemodel.Thethirdstep,thetwolinessubtraction,andseekcorrectiondevice.Thefourthstepistosetthecorrectionmeans,ascorrectedBodeplot,determineperformanceaftercorrectionsystem.

Finally,makethesystemstaticindexlessthanorequalto0.8whileenablingdynamicexpectationsindexlessthanorequalto2secwhentheinputforr(t)?5?t.AndtheoriginalsystemusingMATLABandcorrectedsystemsimulationrespectively,comparedtotheirBodeplotsandoutputinthespecifiedinput,theanalysisofwhethertomeettherequirements.

SecondorderCorrectionSimulationLinear

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目录

前言1第一章自动控制系统概述3第一节线性控制系统3其次节自动控制系统的性能指标3第三节系统简述4一、系统说明4二、系统环节介绍4第四节设计指标5第五节本章小结5其次章系统建模6第一节各环节模型建立6一、比较器6二、比例环节6三、积