自控课程设计 - 自动化1101班 魏智龙

西安石油大学

课 程 设 计

电子工程 学院 自动化 专业 1101 班 题 目 根轨迹法超前校正 学 生 魏 智 龙 指导老师 陈 延 军

二○一四年一月

《自动控制理论》

课程设计任务书

题 目 学生姓名 根轨迹法超前校正 魏智龙 学号 201105080317 专业班级 自动化1101 设 计 内 容 与 要 求 设计题目 已知某系统的开环传递函数为 1G0(s)?K0, s(s?2)试用根轨迹几何设计法对系统进行超前串联校正设计，使之满足： （1）阶跃响应的超调量：σ%≤20%； （2）阶跃响应的调节时间：ts≤1.2s。 设计要求： （1）编程绘制原系统的bode图，并计算出原系统的幅值裕度及相角裕度； （2）选择校正方式，进行校正装置的设计，得出相应的校正装置的参数； （3）利用SISOTOOL设计校正方案（得到相应的控制器参数）； （4）编程绘制校正后系统的bode图，并计算出校正后系统的超调量及调节时间； （5）整理设计结果，并提交设计。 起止时间 指导教师签名 系（教研室）主任签名 学生签名

2013 年 12 月 30 日 至 2014 年 1 月 6 日 年 月 日 年 月 日 年 月 日

报告目录

一、课程设计的题目…………………………………………………………（3）

二、 设计思想及内容………………………………………………………...（3）

三、 编制的程序……………………………………………………………...（3）

四、 设计结论……………………………………………………………........（6）

五、 设计总结…………………………………………………………………（6）

六、 参考文献…………………………………………………………………（7）

自动理论课程设计

一、课程设计题目

已知某系统的开环传递函数为

1G0(s)?K0,

s(s?2)试用根轨迹几何设计法对系统进行超前串联校正设计，使之满足： （1）阶跃响应的超调量：σ%≤20%； （2）阶跃响应的调节时间：ts≤1.2s。

二、设计思想

根据题目要求，然后根据公式σ%=0.16+0.4（Mr-1）=20% 和公式Ko=2+1.5(1/sinγ-1)+2.5(1/sinγ-1),即可得到Ko.然后利用函数sisotool即可得到校正传递函数：

G0(s)?2s(s?2)。

2最后观察单位阶跃响应验证校正后系统是否满足要求。

三、编制的程序

（1）因为σ%=0.16+0.4（Mr-1）=20%,则有 Syms Mr sigma;

Mr=solve('0.16+0.4*(Mr-1)=0.2'); %利用超调量求Mr Mr=vpa(Mr,3)

语句执行结果：Mr=1.1.

(2)又因Mr=1/sinγ 又Ko=2+1.5(1/sinγ-1)+2.5(1/sinγ-1) ,故将Mr代替1/sinγ来求取Ko;

Syms Ko Mr; Mr=1.1;

Ko=2+1.5*(Mr-1)+2.5*(Mr-1) ^2 %根据Mr=1/sinγ=1.1求取Ko 语句执行结果： Ko=2.175

即取Ko ?2。

（3）那么开环传递函数为

G0(s)?2s(s?2)

2k=2 n1=1;

d1=conv([1 0],[1 2]);