自动控制原理课程设计报告1
自动控制原理课程设计报告(自控)
自动控制系统课程设计课题名称单位负反馈系统的校正设计学院（系）信息工程与自动化专业班级 08自动化姓名杨宝贵学号 *********指导老师乔永凤设计日期 2010.12.20目录一、设计目的------------------------- 3二、设计任务与要求--------------------- 32.1设计任务 ------------------------- 32.2设计要求 ------------------------- 3三、设计方法步骤及设计校正构图----------- 33.1校正前系统分析--------------------- 3 3.2校正方法 ------------------------- 6 3.3校正装置 ------------------------- 73.4校正后系统分析--------------------- 9四、课程设计小结与体会----------------- 12五、参考文献------------------------- 13一 、设计目的1. 掌握控制系统的设计与校正方法、步骤。
2. 掌握对系统相角裕度、稳态误差和穿越频率以及动态特性分析。
3. 掌握利用MATLAB 对控制理论内容进行分析和研究的技能。
4. 提高分析问题解决问题的能力。
二、设计任务与要求2.1设计任务设单位负反馈系统的开环传递函数为：))101.0)(1(/()(++=s s s K s G用相应的频率域校正方法对系统进行校正设计，使系统满足如下动态和静态 性能：1) 相角裕度045≥γ；2) 在单位斜坡输入下的稳态误差为0625.0≥ss e ； 3) 系统的穿越频率大于2rad/s 。
2.2设计要求1) 分析设计要求，说明校正的设计思路（超前校正，滞后校正或滞后－超前校正； 2) 详细设计（包括的图形有：校正结构图，校正前系统的Bode 图，校正装置的Bode图，校正后系统的Bode 图；3) 用MA TLAB 编程代码及运行结果（包括图形、运算结果； 4) 校正前后系统的单位阶跃响应图。
自动控制原理课程设计报告
指导教师评定成绩：审定成绩：自动控制原理课程设计报告设计题目：单位负反馈系统校正单位（二级学院）：学生姓名：专业：班级：学号：指导教师：设计时间：年月XXXXXXX大学XXXX学院制目 录1.设计题目已知单位负反馈系统被控制对象的开环传递函数)15.0()(0+=s s K s G用相应的频率域校正方法对系统进行校正设计，使系统满足如下动态及静态性能指标：（1）选取相应的频率域校正方法（2）在斜坡信号t t r 2)(=作用下，系统的稳态误差02.0≤ss e ； （3）系统校正后，相位裕量050)(>''c ωγ。
（4）当 c ωω'<时，系统开环对数频率特性，不应有斜率超过dB 40-／十低频的线段。
要求：（1）分析设计要求，说明校正的设计思路（滞后校正，超前校正或滞后-超前校正）；（2）详细设计（包括的图形有：校正结构图，校正前系统的Bode 图，校正装置的Bode 图，校正后系统的Bode 图）；（3）MATLAB 编程代码及运行结果（包括图形、运算结果）； （4）校正实现的电路图及结果（校正前后系统的阶跃响应图）；2.设计报告正文2.1摘要利用超前网络或PD 控制器进行串联校正的基本原理，是利用超前网络和PD 控制器的相角超前特性。
只要正确的将超前网络的交接频率1/aT 和1/T 选在待校正系统截止频率的两旁，并适当选取a 和T ，就可以是已校正系统的截止频率和相角裕度满足性能指标的要求，从而改善闭环系统的动态性能。
闭环系统的稳态性能要求，可通过选择已校正系统的开环增益来保证。
关键词： 稳态误差ss e ,相位裕量γ',超前校正 2.2设计思路1）根据稳态误差ss e 要求，确定开环增益K 。
2）利用已确定的开环增益K ，计算待校正系统的相位裕度r 。
3）根据截止频率wc "的要求，计算超前网络参数a 和T 。
在本步骤中，关键是选择最大超前角频率等于要求的系统截止频率，即wm=wc "，以保证系统的响应速度，并充分利用网络的相角超前特性。
昆明学院自动控制原理课程设计报告
自动控制原理课程设计报告课程名称：自动控制原理设计题目：自动控制原理MATLAB仿真院系：自动控制与机械工程学院班级：2013级电气工程及其自动化3班姓名：烤火卡学号：指导教师：李云娟自动控制原理课程设计报告一．实验目的和意义：1.了解matlab 软件的基本特点和功能，熟悉其界面，菜单和工具条；掌握线性系统模型的计算机表示方法，变换以及模型间的相互转换。
了解控制系统工具箱的组成，特点及应用；掌握求线性定常连续系统输出响应的方法，运用连续系统时域响应函数（impulse,step,lsim）,得到系统的时域响应曲线。
2.掌握使用MATLAB软件作出系统根轨迹；利用根轨迹图对控制系统进行分析；掌握使用MATLAB软件作出开环系统的波特图，奈奎斯图；观察控制系统的开环频率特性，对控制系统的开环频率特性进行分析。
3.掌握MATLAB软件中simulink工具箱的使用；熟悉simulink中的功能模块，学会使用simulink对系统进行建模；掌握simulink的方真方法。
二．实验原理（1）MATLAB语言的特点及其主要功能：MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，是美MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分它将数值分析，矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。
MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连 matlab开发工作界面接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图中处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。
自动控制原理专业课程设计方案报告
自控课程设计 课程设计(论文)设计（论文）题目 单位反馈系统中传输函数研究学院名称 Z Z Z Z 学院 专业名称 Z Z Z Z Z学生姓名 Z Z Z 学生学号 Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z 任课老师 Z Z Z Z Z设计（论文）成绩单位反馈系统中传输函数研究一、设计题目设单位反馈系统被控对象传输函数为 )2)(1()(00++=s s s K s G （ksm7）1、画出未校正系统根轨迹图，分析系统是否稳定。
2、对系统进行串联校正，要求校正后系统满足指标： （1）在单位斜坡信号输入下，系统速度误差系数=10。
（2）相角稳定裕度γ>45º , 幅值稳定裕度H>12。
（3）系统对阶跃响应超调量Mp <25%,系统调整时间Ts<15s3、分别画出校正前，校正后和校正装置幅频特征图。
4、给出校正装置传输函数。
计算校正后系统截止频率Wc和穿频率Wx。
5、分别画出系统校正前、后开环系统奈奎斯特图，并进行分析。
6、在SIMULINK中建立系统仿真模型，在前向通道中分别接入饱和非线性步骤和回环非线性步骤，观察分析非线性步骤对系统性能影响。
7、应用所学知识分析校正器对系统性能影响（自由发挥）。
二、设计方法1、未校正系统根轨迹图分析根轨迹简称根迹，它是开环系统某一参数从0变为无穷时，闭环系统特征方程式根在s平面上改变轨迹。
1）、确定根轨迹起点和终点。
根轨迹起于开环极点，最终开环零点；本题中无零点，极点为：0、-1、-2 。
故起于0、-1、-2，最终无穷处。
2）、确定分支数。
根轨迹分支数和开环有限零点数m和有限极点数n中大者相等，连续而且对称于实轴；本题中分支数为3条。
3）、确定根轨迹渐近线。
渐近线和实轴夹角为φa，交点为：σa。
且：φa=(2k+1)πn−m k=0,1,2······n-m-1; σa=∈pi−∈zin−m;则：φa=π3、3π3、5π3；σa=0−1−23=−1。
自动控制原理课程设计报告
《自动控制原理》课程设计目录1、课程教学目的 (3)2、课程设计内容及基本要求 (3)2.1、课程设计内容 (3)2.2、设计基本要求 (3)3、所选设计题 (4)4、未校正系统分析 (4)4.1、绘画开闭环零极点图 (4)4.2、绘画根轨迹，并分析随根轨迹增益变化的性能 (6)4.3、作出单位阶跃响应，并分析性能指标 (7)4.4、绘出开环bode图，并分析频域性能指标 (9)5、选定合适的校正方案 (10)5.1、分析 (11)5.2、设计串联滞后校正网络的步骤 (11)5.3、参数计算 (11)6、判断校正装置 (11)7、绘画模拟电路 (12)7.1、模拟电路设计 (12)7.2、系统的阶跃响应曲线 (14)7.3、分析采用的校正装置的效果 (15)8、总结及设计心得 (15)9、参考文献 (15)一、课程教学目的1、培养理论联系实际的设计思想，训练综合运用经典控制理论和相关课程知识的能力。
2、掌握自动控制原理的时域分析法，根轨迹法，频域分析法，以及各种补偿（校正）装置的作用及用法，能够利用不同的分析法对给定系统进行性能分析，能根据不同的系统性能指标要求进行合理的系统设计，并调试满足系统的指标。
3、学会使用MATLAB语言及Simulink动态仿真工具进行系统仿真与调试。
4、学会使用硬件仿真软件对系统进行模拟仿真。
5、锻炼独立思考和动手解决控制系统实际问题的能力。
二、课程设计内容及基本要求1、课程设计内容（1）、给出有实际背景的数学模型，分别提出不同的设计题目及设计指标要求。
学生通过查阅相关资料，根据各自题目确定合理的控制方式及校正形式，完成设计。
（2）、学生首先要根据所学自动控制原理课程知识（时域分析法、频率法和根轨迹法）对系统进行性能分析。
根据设计题目要求进行人工设计校正装置，初步设计出校正装置传递函数形式及参数。
（3）、利用MATLAB语言及simulink动态仿真工具，在计算机上对人工设计系统进行仿真调试，使其满足技术要求，并绘制打印出仿真框图、频率特性图及动态响应图。
自控原理课程实验报告
一、实验目的1. 理解并掌握自动控制原理的基本概念和基本分析方法。
2. 熟悉自动控制系统的典型环节，包括比例环节、积分环节、比例积分环节、惯性环节、比例微分环节和比例积分微分环节。
3. 通过实验，验证自动控制理论在实践中的应用，提高分析问题和解决问题的能力。
二、实验原理自动控制原理是研究自动控制系统动态和稳态性能的学科。
本实验主要围绕以下几个方面展开：1. 典型环节：通过搭建模拟电路，研究典型环节的阶跃响应、频率响应等特性。
2. 系统校正：通过在系统中加入校正环节，改善系统的性能，使其满足设计要求。
3. 系统仿真：利用MATLAB等仿真软件，对自动控制系统进行建模和仿真，分析系统的动态和稳态性能。
三、实验内容1. 典型环节实验（1）比例环节：搭建比例环节模拟电路，观察其阶跃响应，分析比例系数对系统性能的影响。
（2）积分环节：搭建积分环节模拟电路，观察其阶跃响应，分析积分时间常数对系统性能的影响。
（3）比例积分环节：搭建比例积分环节模拟电路，观察其阶跃响应，分析比例系数和积分时间常数对系统性能的影响。
（4）惯性环节：搭建惯性环节模拟电路，观察其阶跃响应，分析时间常数对系统性能的影响。
（5）比例微分环节：搭建比例微分环节模拟电路，观察其阶跃响应，分析比例系数和微分时间常数对系统性能的影响。
（6）比例积分微分环节：搭建比例积分微分环节模拟电路，观察其阶跃响应，分析比例系数、积分时间常数和微分时间常数对系统性能的影响。
2. 系统校正实验（1）串联校正：在系统中加入串联校正环节，改善系统的性能，使其满足设计要求。
（2）反馈校正：在系统中加入反馈校正环节，改善系统的性能，使其满足设计要求。
3. 系统仿真实验（1）利用MATLAB等仿真软件，对自动控制系统进行建模和仿真，分析系统的动态和稳态性能。
（2）根据仿真结果，优化系统参数，提高系统性能。
四、实验步骤1. 搭建模拟电路：根据实验内容，搭建相应的模拟电路，并连接好测试设备。
《自动控制原理》课程设计报告
《自动控制原理》课程设计报告《自动控制原理》课程设计（理工类）课程名称：自动控制原理专业班级： 08自动化（1）班学生学号： 0804110601 学生姓名：丁丽华所属院部：机电工程学院指导教师：陈丽换2021 ——2021 学年第二学期金陵科技学院教务处制金陵科技学院《自动控制原理》课程设计任务书课程序号 32 课程编号04184500实践序号 10 设计名称自动控制原理课程设计适用年级、专业 08自动化时间 1 周一、设计目的：1、了解控制系统设计的一般方法、步骤。
2、掌握对系统进行稳定性分析、稳态误差分析以及动态特性分析的方法。
3、掌握利用MATLAB对控制理论内容进行分析和研究的技能。
4、提高分析问题解决问题的能力。
二、设计内容与要求：设计内容：1、阅读有关资料。
2、对系统进行稳定性分析、稳态误差分析以及动态特性分析。
3、绘制根轨迹图、Bode图、Nyquist图。
4、设计校正系统，满足工作要求。
设计条件：1、已知单位负反馈系统被控制对象的传递函数为G(S)?K0S(S?1)(S?2)设计要求：1、能用MATLAB解复杂的自动控制理论题目。
2、能用MATLAB设计控制系统以满足具体的性能指标。
3、能灵活应用MATLAB的CONTROL SYSTEM 工具箱和SIMULINK仿真软件，分析系统的性能。
设计题目: G(S)?K0，试用频率法设计串联滞后——超前校正装置，使系统S(S?1)(S?2)0的相角裕量??45，静态速度误差系数Kv?10s?1,截止频率不低于1.5rads设计步骤：1、静态速度误差系数Kv?10s?1，即当S—>0时，G(S)?即被控对象的开环传递函数：G(S)=K0=10，解得K0=20s-1。
S(S?1)(S?2)20。
S(S?1)(S?2)2、滞后校正器的传递函数为：GC1(S)=1?bTS1?TS根据题目要求，取校正后系统的截止频率WC=1.5rad/s,先试取b=0.105，编写求滞后校正器的传递函数的MATLAB的程序如下：wc=1.5;k0=20;n1=1; d1=conv(conv([1 0],[1 1]),[1 2]);b=0.105;T=1/(0.1*wc); B=b*T;Gc1=tf([B 1],[T 1])将程序输入MATLAB mand Window后，并按回车，mand Window出现如下代数式：6.667s?163.33s?1由式可知：b=0.105,T=63.33。
自动控制原理课程设计报告材料
自动控制原理课程设计报告材料一、引言自动控制原理是现代工程领域中一门重要的学科，它涉及到控制系统的设计、分析和优化。
本课程设计报告旨在介绍我所完成的自动控制原理课程设计，并详细阐述设计过程、实验结果及分析。
二、设计目标本次课程设计的目标是设计一个能够实现温度控制的自动控制系统。
通过该系统，能够实时监测温度变化并根据设定的温度范围自动调节加热器的工作状态，以保持温度在设定范围内稳定。
三、设计原理1. 系统框架设计的自动控制系统由传感器、控制器和执行器组成。
传感器负责实时监测温度变化，控制器根据传感器的反馈信号进行判断和控制决策，执行器则根据控制器的指令调节加热器的工作状态。
2. 控制算法本次设计采用了经典的比例-积分-微分（PID）控制算法。
PID控制器通过计算误差的比例、积分和微分部分的权重，来调节执行器的输出信号，以实现对温度的精确控制。
3. 系统建模为了进行系统控制算法的设计和分析，我们需要对系统进行建模。
本次设计中，我们采用了一阶惯性环节模型来描述加热器和温度传感器之间的关系。
四、实验步骤1. 硬件搭建首先，我们搭建了一个实验平台，包括加热器、温度传感器、控制器和执行器等硬件设备。
确保各个设备之间的连接正确并稳定。
2. 参数调节接下来，我们通过对PID控制器的参数进行调节，使得系统能够快速响应、稳定控制。
通过试验和调整，我们得到了最优的PID参数。
3. 实验数据采集在实验过程中，我们采集了一系列的温度数据，包括初始温度、设定温度和实际温度等。
同时，记录了控制器的输出信号和执行器的工作状态。
4. 数据分析与结果验证通过对实验数据的分析，我们验证了设计的自动控制系统的性能。
分析结果表明，该系统能够准确地控制温度在设定范围内波动，并具有良好的稳定性和鲁棒性。
五、实验结果与讨论1. 温度控制精度经过多次实验，我们得到了控制系统的温度控制精度。
结果表明，系统能够将温度控制在设定范围内，误差较小。
2. 响应时间实验结果显示，系统对温度变化的响应时间较短，能够快速调节加热器的工作状态以保持温度稳定。
《自动控制原理》课程设计报告书
信息科学与工程学院课程设计报告书课程名称：自动控制原理课程设计班级：自动化2010级3班学号：姓名：指导教师：2013年1月一．需求分析1.设计题目已知单位负反馈系统被控制对象的开环传递函数)11.0(s G 0+=s s K）（用串联校正的频率域方法对系统进行串联校正设计。
2.设计要求及系统功能分析任务一：用串联校正的频率域方法对系统进行串联校正设计，使闭环系统同时满足如下动态及静态性能指标：（1）在单位斜坡信号t t r =)(作用下，系统的稳态误差005.0≤ss e ； （2）系统校正后，相位裕量045>γ （3）系统校正后，幅值穿越频率50c2>ω任务二：若采用数字控制器来实现任务一设计的控制器，给出数字控制器的差分方程表示或离散传递函数（Z 变换）表示。
仿真验证采用数字控制器后闭环系统的性能，试通过仿真确定满足任务一指标的最大的采样周期T. （注：T 结果不唯一）。
二．校正前系统性能分析校正前系统的开环传递函数为 )11.0()(0+=s s Ks G由设计要求（1）005.0≤ss e ,得K e ss 1=，故有200K ≥从而系统的开环传递函数为ss s G 102000)(20+=系统的闭环传递函数为2000102000)(20++=Φs s s系统的闭环单位斜坡响应的拉氏变换为)(12000s 102000120001020001)()(R s C '0232200s ss s s s s s s s Φ∙=++∙=++∙=Φ=）（即对)(s Φ的斜坡响应对应于对)('s Φ的阶跃响应。
系统的时域性能（程序参见《自动控制原理（第二版）》（吴怀宇、廖家平主编）Page102）%%系统未校正前闭环单位斜坡响应num=[2000];den=[1,10,2000,0]; t=[0:0.1:20];y=step(num,den,t); plot(t,t,t,y); grid;xlabel('time');ylabel('input and output'); title('校正前系统的斜坡响应');系统的频域性能（程序参见《自动控制原理（第二版）》（吴怀宇、廖家平主编）Page208）%%系统未校正前伯德图 num=[200];den=[0.1 1 0];sys=tf(num,den);w=logspace(-1,4,100) bode(h,w); grid;[Gm,pm,wcp,wcg]=margin(sys); Gmdb=20*log10(Gm); [Gmdb,pm,wcp,wcg]得到系统的稳态裕度：增益裕度gm 、相位裕度pm 、相角穿越频率wcg 、幅值穿越频率wcp由结果知：相位裕度000457580.12<=γ幅值穿越频率s rad s rad 501649.441c <=ω不符合系统的性能指标要求，因此需要进行校正，根据题目要求，采用串联超前校正。
自动控制原理课程设计报告-北京科技大学
北京科技大学自动控制原理课程设计学院：班级：学号：指导教师：姓名：目录一．引言 (3)二．系统模型的建立 (3)三．系统控制的优化 (3)3.1 PID调节参数的优化 (3)3.2 积分分离PID的应用 (3)四，结语 (3)双轮自平衡智能车行走伺服控制算法摘要：全国第八届“飞思卡尔”智能汽车大赛已经结束。
光电组使用大赛提供的D车模，双轮站立前进，相对于以前的四轮车，双轮车的控制复杂度大大增加。
行走过程中会遇到各种干扰，经过多次的实验，已经找到了一套能够控制双轮车的方法。
双轮机器人已经广泛用于城市作战，排爆，反恐，消防以及空间消防等领域。
实验使用单片机控制双电机的转速,达到了预期的效果。
关键词:自平衡;智能;控制算法Motion Servo Control Algorithm forDual Wheel Intelligent CarAbstract: The 8th freescale cup national Intelligent Car competition of has been end.The led team must used D car which has only 2tires.It is more difficult to control prefer to control A car which has 4tires.There is much interference on the track. A two-wheeled robots have been widely used in urban warfare, eod, counter-terrorism, fire control and space fire control and other fields。
We has searched a good ways to control it.We used MCU to control the speed of motors and get our gates.Key Words: balance by self; intelligent; control algorithm一．引言双轮自平衡车是智能汽车中一个重要的组成部分。
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自动控制原理课程设计课题：自动控制原理课程设计专业：电气工程及其自动化班级：期：2014.12.22-2014.12.29 成绩：重庆大学城市科技学院电气信息学院目录1设计目的 (1)2设计要求 (1)3设计题目 (1)4实现过程 (2)4.1校正前系统的Bode图计算与稳定性（手工） (2)4.2校正前系统的根轨迹计算与闭环系统稳定性（手工） (3)4.3校正前系统幅频特性Matlab分析 (5)4.4校正前系统的奈奎斯特图Matlab仿真分析 (6)4.5校正后系统的Matlab仿真分析 (7)4.5.1校正装置的幅频特性 (7)4.5.2校正后系统幅频特性分析 (8)4.5.3校正后系统奈奎斯特图分析 (9)4.5.4校正后系统的截止频率ωc、相位裕量γ、穿越频率ωx和幅值裕量h计算 (11)5总结 (11)6参考文献 (11)自动控制原理课程设计报告1设计目的更加熟练掌握Bode图的作图方法，能够使用劳斯判据判定系统稳定性。
能够画出根轨迹图，并且根据分析出系统的稳定性。
掌握根据要求设计校正装置，学会使用Matlab分析Bode图，系统稳定性，能够作出根轨迹图，并且分析系统相关参数，能够使用Matlab分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。
计算校正后系统的截止频率ωc、相位裕量γ、穿越频率ωx和幅值裕量h。
用MATLAB分别画出系统校正前、后的开环系统奈奎斯特图，并进行分析。
能够利用所学知识分析校正装置对系统的影响。
2设计要求1、手动画出未校正系统的Bode图，分析系统是否稳定。
2、手动画出未校正系统的根轨迹图，分析闭环系统是否稳定。
3、设计系统的串联滞后超前校正装置，使系统达到下列指标。
（1）静态速度误差系数K v ≥ 100s-1；（2）相位裕量γ ≥ 40°。
（3）截止频率ωc＝20rad/s。
4、给出校正装置的传递函数。
5、用MATLAB分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。
计算校正后系统的截止频率ωc、相位裕量γ、穿越频率ωx和幅值裕量h。
6、用MATLAB分别画出系统校正前、后的开环系统奈奎斯特图，并进行分析。
7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响。
3设计题目1、手动画出未校正系统的Bode图，分析系统是否稳定。
2、手动画出未校正系统的根轨迹图，分析闭环系统是否稳定。
3、设计系统的串联滞后超前校正装置，使系统达到下列指标（1）静态速度误差系数K v ≥ 100s -1；（2）相位裕量γ ≥ 40°（3）截止频率ωc ＝20rad/s 。
4、给出校正装置的传递函数。
5、用MATLAB 分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。
计算校正后系统的截止频率ωc 、相位裕量γ、穿越频率ωx 和幅值裕量h 。
6、用MATLAB 分别画出系统校正前、后的开环系统奈奎斯特图，并进行分析。
7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响。
单位负反馈系统的开环传递函数为：)101.0)(11.0()(++=s s s K s G k 4实现过程4.1校正前系统的Bode 图计算与稳定性（手工）波特图的作图步骤基本上可以划分为以下几个过程，首先作出坐标系，然后标出转折频率（1T），标出k 20lg ，求出起始频率-20lgV dB/dec 。
最后作出波特图。
手工计算过程如下：根据k w 2020lg lg w L V =-，计算出=40w L .c 10=40lg w ，求得c W =根据1W T=，根据传递函数求得110W =，2100W =。
作出的波特图如图4-1所示。
图4-1 手画波特图4.2校正前系统的根轨迹计算与闭环系统稳定性（手工）闭环控制系统的动态性能，主要由系统的闭环极点在S 平面上的分布所决定，但是直接求取高阶系统的闭环极点是困难的，特别是在系统设计和分析时，要研究某些系统的参数的变化的系统的特征根，采用直接求根显得很麻烦，难以实际应用。
系统的闭环极点也就是特征方程式的根，当系统的某一个参量变化时，特征方程的根在S 平面上运动的轨迹称为根轨迹。
根轨迹的计算步骤如下：1、根据闭环特征方程式(10)(100)100s s s +++，闭环极点数n=3，零点数m=0.有三条根轨迹。
2、极点值分别为10P =，210P =-，3100P =-。
有三个无限零点。
3、在实轴上,100]-∞-（，[10,0]-是根轨迹段。
4、渐近线：渐近线与实轴正方向的夹角为(21)5,,33a k n m ππππϕ+==-，渐近线为：01010036.7a n m δ--==-- 5、分离点的计算：111010100d d d ++=++，解出168.5d =，2 4.87d =-。
6、与虚轴的交点：(10)(100)1000s s s k +++=，32110100010000s k s s +++=。
劳斯表为： 3s 1 10002s 110 1000k 1s 1100001000110k -s 令11000010000110k -=，k=110.21101100000s +=，解出1,2s =当K<110时，系统稳定。
当K>110时，系统不稳定。
作出的根轨迹图如图4-2所示。
图4-2 手工绘制根轨迹草图4.3校正前系统幅频特性Matlab分析在Matlab新建文件，输入以下语句保存。
仿真。
最后幅频特性图如图4-3所示。
num=[1];den=[0.001 0.11 1 0];G=tf(num,den);bode(G);grid;图4-3 校正前系统幅频特性图4.4校正前系统的奈奎斯特图Matlab仿真分析在Matlab新建文件，输入以下语句保存。
仿真。
最后奈奎斯特图如图4-4所示。
num=[1];den=[0.001 0.11 1 0];G=tf(num,den);nyquist(G);图4-4 校正前系统奈奎斯特图4.5校正后系统的Matlab仿真分析4.5.1校正装置的幅频特性在Matlab新建文件，输入以下语句保存。
仿真。
最后幅频特性图如图4-5所示。
delta=6; %调节参数s=tf('s');G=100000/s/(s+10)/(s+100); %得到原系统figure(1)margin(G) %查看原系统的稳定裕度figure(2)step(feedback(G,1)) %查看原系统的单位阶跃响应ex_pm=40; %期望相位裕度phi=-180+ex_pm+delta; %期望幅值穿越频率处的相位[mag,phase,w]=bode(G); %由bode函数返回系统参数wc=spline(phase,w,phi); %由bode函数返回系统参数mag1=spline(w,mag,wc); %期望剪切频率处的原系统幅值magdB=20*log10(mag1); % 幅值单位转换beta=10^(-magdB/20); %求得校正器参数betat=1/(beta*(wc/10)); % 求得校正器参数tGc=(1+beta*t*s)/(1+t*s); %得到校正器模型figure(3)margin(Gc)图4-5 校正装置幅频特性图4.5.2校正后系统幅频特性分析在Matlab新建文件，输入以下语句保存。
仿真。
最后幅频特性图如图4-6所示。
delta=6; %调节参数s=tf('s');G=100000/s/(s+10)/(s+100); %得到原系统figure(1)margin(G) %查看原系统的稳定裕度figure(2)step(feedback(G,1)) %查看原系统的单位阶跃响应ex_pm=40; %期望相位裕度phi=-180+ex_pm+delta; %期望幅值穿越频率处的相位[mag,phase,w]=bode(G); %由bode函数返回系统参数wc=spline(phase,w,phi); %由bode函数返回系统参数mag1=spline(w,mag,wc); %期望剪切频率处的原系统幅值magdB=20*log10(mag1); % 幅值单位转换beta=10^(-magdB/20); %求得校正器参数betat=1/(beta*(wc/10)); % 求得校正器参数tGc=(1+beta*t*s)/(1+t*s); %得到校正器模型figure(3)margin(Gc*G) %查看校正后的Bode图figure(4)step(feedback(Gc*G,1)) %查看校正后的阶跃响应曲线G2=feedback(G*Gc,1); %校正后系统闭环传递函数[num2,den2]=tfdata(G2,'v'); %求取传递函数的分子和分母向量t=0:0.01:10; %给定时间范围y2=step(num2,[den2,0],t); %返回斜坡响应参数plot(t,t,t,y2,:);grid %绘制斜坡输入和滞后校正后系统的斜坡响应title('斜坡输入和滞后校正后系统的斜坡响应')xlabel('\itt\rm/s'),ylabel('\itt,y2' );legend('斜坡输入','滞后校正后系统的斜坡响应');图4-6 校正后系统的幅频特性图4.5.3校正后系统奈奎斯特图分析在Matlab新建文件，输入以下语句保存。
仿真。
最后得到校正后奈奎斯特图如图4-7所示。
wc2=1.5; %调节参数num=100den=[0.001 0.11 1 0];G=tf(num,den); %得到原系统开环传递函数[mag,phase,wcg,wcp]=margin(G); %得到原系统稳定裕度相关参数margin(G) %得到原系统Bode图t1=1/(0.1*wcg); %滞后校正器参数t1beta=10; %滞后校正器参数beta,取为10Gc_lag=tf([t1,1],[beta*t1,1]) %滞后校正器传递函数Gc_lagG1=G*Gc_lag; %经滞后校正的系统G1[mag,phase,w]=bode(G1); %经滞后校正的系统的幅相频率参数mag1=spline(w,mag,wc2); %得到滞后校正后系统在wc2处的幅值L=20*log10(mag1); %幅值单位转换,转换为分贝值alfa=10^(-L/10); %计算超前校正器参数alfat2=1/wc2/sqrt(alfa); %计算超前校正器参数t2Gc_lead=tf([alfa*t2,1],[t2,1]); %超前校正器传递函数Gc_leadG0=G*Gc_lead*Gc_lag; %经滞后-超前校正后的系统G0 figure(2) %新建图形窗口nyquist(G0) %校正后系统的Bode图G0=G*Gc_lead*Gc_lag %校正后传递函数图4-7 校正后的奈奎斯特图4.5.4校正后系统的相关参数计算在Matlab新建文件，输入以下语句保存。