自动控制原理大作业完成版

一、 设计任务书

设计任务是考虑到飞机的姿态控制问题，姿态控制转换简化模型如图所示，当飞机以4倍音速在100000英尺高空飞行，姿态控制系统的参数分别为：

4,0.1,0.1,0.11

1====a a a

K ωεωτ

设计一个校正网络(),s G c 使系统的阶跃响应超调量小于5%，调节时间小于5s （按2%准则）

2、计算机辅助设计

（1）simulink仿真框图

Simulink仿真框图

双击scope显示图像，观察阶跃相应是否达到指标

放大图像观察超调量为s t s p 7.4%,3==σ满足要求

（2）绘制bode 图

校正前的bode图

校正后的bode图

（3）绘制阶跃相应曲线

校正前的阶跃相应曲线

校正后的阶跃相应曲线

三、校正装置电路图

前面为放大装置放大25倍，后面为超前补偿电路，它自身的K 为0.1，相乘之

后为指标中的2.5，校正装置电路完成1

60

)

16(

5.2++=

s s G c 。

四、设计结论

设计的补偿网络为1

60

)

16(

5.2++=s s G c 。经过仿真得出超调量为s t s p 7.4%,3==σ满足

要求。

五、设计后的心得体会

实际的控制系统和我们在书中看到的标准系统差别很大，参数的要求比书

中要求相对要苛刻，在设计校正网络的过程中，遇到很多困难超前滞后用根轨迹法无法求出，只能用simulink 画出仿真框图，通过经过一定的计算大概确定某些参数，通过不断地尝试修改，才能最终得到满足指标要求的阶跃相应曲线，很多时候现实中的参数没有书中的参数给的那么简单，会遇到很多难以想象的复杂状况，所以我们学习控制原理关键是学习怎么处理，如何应用好软件来配合完成系统的设计，现代控制理论不能单纯的通过简单的计算得出结论的，需要我们熟练运用软件来辅助设计，这样我们才能设计好一个校正网络。

附录：

绘制bode图程序：

g1=tf(16*[1.1],[1,2,16,0]);

margin(g1)

g2=tf(400*[1,7,6],[1,62,136,960,0]); margin(g2)

绘制阶跃相应程序

g1=tf(16*[1.1],[1,2,16,0]);

h=tf([1],[1]);

gc1=feedback(g1,h);

t=0:0.01:10;

step(gc1,t);

grid

g2=tf(400*[1,7,6],[1,62,136,960,0]); h=tf([1],[1]);

gc2=feedback(g2,h);

t=0:0.01:10;

step(gc2,t);

grid