自动控制原理课程设计
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
自动控制课程设计设计报告书
姓名
学号
年级专业：05电气2班
指导老师
2007年12月13日
设计题目：
对于结构如图所示系统，给定固有部分的传递函数 Gg （S ）和性能指标要求，试分别设计串联校正装置K （s ），并比较它们的作用效果。，若要求开环比例系数K
≥100 S -1，相角裕量γ≥30°，C ω≥45 S -1；
2
100
()
(0.11)(0.011)
G s s s s ++
一、未校正系统的分析：
（1）开环、闭环零极点分析 1、开环零极点图
-100
-90-80-70-60-50-40-30-20-100
P ole-Zero Map
Real Axis
I m a g i n a r y A x i s
Matlab 源代码如下：
>> num=[100]
num = 100
>> denc=conv(conv([1,0 ],[1,0]),conv([0.1,1],[0.01,1])) denc =
0.0010 0.1100 1.0000 0 0 >> figure;pzmap(num,denc) >> grid
>> [p,z]=pzmap(num,denc) p = 0 0 -100 -10 z =
Empty matrix: 0-by-1
由零极点图知，开环传递函数的极点为
1,20
p =、3
100
p
=- 、
410
p =-，Matlab 计算结果与计算值相等。
2、闭环零极点图
-100
-80
-60
-40-20
20
Pole-Zero Map
Real Axis
I m a g i n a r y A x i s
Matlab 源代码如下： >> num=[100] num = 100
>> denc=[0.001 0.11 1 0 100] denc =
0.0010 0.1100 1.0000 0 100.0000 >> figure;pzmap(num,denc) >> grid
>> [p,z]=pzmap(num,denc) p =
-99.8885 -15.1406 2.5146 + 7.7329i 2.5146 - 7.7329i z =
Empty matrix: 0-by-1
由零极点图知，由Matlab 算出闭环传递函数的极点1
-99.8885
p
=、
2-15.1406
p =、3,4
2.5146 7.7329i p
=±，跟实际计算值相同。
（2）系统根轨迹性能分析
未教正系统的根轨迹如图所示
-250-200
-150
-100-500
50100150200
250Root Locus
Real Axis
I m a g i n a r y A x i s
num=[100] num = 100
>> denc=[0.001 0.11 1 0 100] denc =
0.0010 0.1100 1.0000 0 100.0000 >> figure(2);rlocus(num,denc) >> grid
稳定性，快速性分析：由根轨迹图可知，系统对于所有的K 值都是稳定的，由于该系统是高阶系统，其根轨迹图，越过虚轴进入
s 右半平面。随着K 值的增大，根轨迹呈线性变化。由上述分析表明：根轨迹与系统性能之间有着比较密切的联系。
（3）编写M 文件作出单位阶跃输入下的系统响应,分析系统单位阶跃响应的性能指标
未校正系统单位输入下的阶跃响应曲线
0123456
-1.5
-1
-0.5
0.5
1
1.5
2
x 10
6
Step Response
Time (sec)
A m p l i t u d e
>> num=[100] num = 100
>> denc=[0.001 0.11 1 0 100] denc =
0.0010 0.1100 1.0000 0 100.0000 >> figure;step(num,denc) >> grid
>> [y ,x,t]=step(num,denc) >> [peak,k]=max(y) peak =
5.0170e+005 k = 48
>> overshoot=(peak-1)*100 overshoot = 5.0169e+007 >> tp=t(k) tp =
5.3798 >> n=1;
>> while y(n)<1 n=n+1; end
>> tr=y(n) tr =
1.0301 >> m=length(t) m = 52
>> while (y(m)>0.95)&(y(m)<1.05) m=m-1; end
>> ts=t(m) ts =
5.8376
由上述分析可知，系统单位阶跃响应性能指标为：上升时间
1.0301s
r t =，调节时间 5.8376s
s
t
=，峰值时间5.3798s p t =，超调量7
% 5.0169*10
σ=