控制理论课程设计zhz02

文华学院

控制理论课程设计

姓名： 周瀚章 学号： 130109021112 指导教师： 朱琳琳 张晓丹

一、设计题目

班级： 自动化二班

线性控制系统的设计与校正

二、串联校正设计原理

图2-1为一加串联校正后系统的方框图。图中校正装置Gc(S)是与被控对象Go(S)串联连接。

图2-1 加串联校正后系统的方框图

串联校正有以下三种形式： 1) 超前校正，这种校正是利用超前校正装置的相位超前特性来改善系统的动态性能。 2) 滞后校正，这种校正是利用滞后校正装置的高频幅值衰减特性，使系统在满足稳态性能的前提下又能满足其动态性能的要求。

3) 滞后超前校正，由于这种校正既有超前校正的特点，又有滞后校正的优点。因而它适用系统需要同时改善稳态和动态性能的场合。校正装置有无源和有源二种。基于后者与被控对象相连接时，不存在着负载效应，故得到广泛地应用。

两种常用的校正方法：零极点对消法（时域法；采用超前校正）和期望特性校正法（采用滞后校正）。

三、设计任务和要求

（一）在MATLAB仿真软件上完成系统的 频域法串联校正

题目3：

已知单位负反馈控制系统的开环传递函数为：Go(s)?装置，使校正后系统满足：Kv?10s?1,ts?15s,

K，设计串联校正

s(s?1)(s?2)?%?25%,??45?

（1） 画出未校正系统的根轨迹图，分析系统稳定时参数K的取值范围。

特征方程为s(s+1+)(s+2)+k=0 由特征方程列劳次表

s3 1 2 s2 3 k

ks 2-

3s0 k

若系统稳定，则劳次表的第一列系数大于0，求得6>k>0

Mablat程序如下：

（2） k=10; （3） z=[]; （4） p=[0,-1,-2];

（5） [num,den]=zp2tf(z,p,k); （6） rlocus(num,den)

未校正系统的根轨迹图

（2）画出校正前系统的bode图，求出校正前系统的相角裕度?；画出校正前系统的阶跃响应曲线，估算出超调量和调节时间。

'

校正前的阶跃响应曲线

（1.2?1）*100%?20% 超调量：?%?调节时间：Ts=10s

'13? ?由图可知=-

Matlab程序如下： num=[10]; den=[1 3 2 0]; margin(num,den) grid