自控课程设计
自控能力提升课程设计

自控能力提升课程设计一、教学目标本课程旨在帮助学生提高自我控制能力,具体目标如下:知识目标:使学生了解和掌握自我控制的概念、重要性以及相关理论。
技能目标:培养学生制定目标、时间管理和情绪调节的能力。
情感态度价值观目标:引导学生树立积极向上的生活态度,培养自律自强的品质。
二、教学内容教学内容围绕自我控制能力的提升展开,主要包括以下方面:1.自我控制的概念与理论:介绍自我控制的定义、类型及其在个人发展中的作用。
2.目标设定与达成:教授如何设定合理的目标,并制定实现目标的策略。
3.时间管理:培养学生合理安排时间、提高学习效率的能力。
4.情绪调节:引导学生认识情绪、学会调节情绪,以更好地应对生活压力。
5.自律与自强:通过案例分析、讨论等方式,培养学生的自律意识和自强精神。
三、教学方法为提高教学效果,本课程采用多种教学方法:1.讲授法:系统讲解自我控制的相关理论,使学生掌握基础知识。
2.讨论法:学生针对案例进行分析讨论,提高学生的思考和表达能力。
3.案例分析法:通过分析实际案例,使学生更好地理解和运用自我控制的方法。
4.实验法:引导学生参与小组实验,培养学生的动手操作和团队协作能力。
四、教学资源为实现教学目标,我们将准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的教材,为学生提供系统的学习材料。
2.参考书:提供相关领域的参考书籍,丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料:制作精美的PPT、视频等资料,提高学生的学习兴趣。
4.实验设备:购置必要的实验设备,为学生提供实践操作的机会。
5.网络资源:利用网络资源,为学生提供更多的学习资料和交流平台。
五、教学评估为全面、客观地评价学生的学习成果,本课程采用以下评估方式:1.平时表现:关注学生在课堂上的参与度、提问回答等情况,给予及时的反馈和鼓励。
2.作业:布置适量的作业,检查学生对知识的掌握和应用能力。
3.考试:设置期中、期末考试,以检验学生对本课程知识的总体掌握情况。
4.自我评价:鼓励学生进行自我评价,反思自己在课程学习中的优点和不足。
自动控制课程设计项目

自动控制课程设计项目一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握自动控制的基本理论、方法和应用,具备分析和解决自动控制问题的能力。
具体目标如下:1.知识目标:学生能够理解自动控制的基本概念、原理和常用的控制算法,掌握自动控制系统的设计和分析方法。
2.技能目标:学生能够运用MATLAB等工具进行自动控制系统的仿真和实验,具备实际操作和调试自动控制系统的能力。
3.情感态度价值观目标:学生能够认识到自动控制技术在现代社会中的重要性,培养对自动控制研究的兴趣和热情,树立正确的科学态度和创新精神。
二、教学内容根据课程目标,教学内容主要包括自动控制理论、控制算法、控制系统设计和分析等。
具体安排如下:1.自动控制基本概念:介绍自动控制系统的定义、分类和性能指标,学习常用的控制变量和控制规律。
2.经典控制理论:学习线性系统的稳定性、可控性和可观测性,掌握PID控制、根轨迹法、频域分析法等设计方法。
3.现代控制理论:学习线性时变系统、非线性系统和离散系统的控制方法,掌握状态空间法、李雅普诺夫法等分析方法。
4.控制系统仿真:利用MATLAB进行控制系统仿真,学习仿真工具的使用和仿真结果的分析。
5.控制系统应用:分析实际自动控制系统的实例,学习控制系统在工业、交通、医疗等领域的应用。
三、教学方法本课程采用多种教学方法,包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等,以激发学生的学习兴趣和主动性。
1.讲授法:教师通过讲解和演示,系统地传授知识,帮助学生建立知识体系。
2.讨论法:教师引导学生针对问题进行讨论,培养学生的思考能力和团队合作精神。
3.案例分析法:教师通过分析实际案例,引导学生运用所学知识解决实际问题,提高学生的应用能力。
4.实验法:学生动手进行控制系统实验,培养实际操作和调试能力,加深对理论知识的理解。
四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备等。
具体如下:1.教材:选用国内外优秀的自动控制教材,如《自动控制原理》、《现代控制系统》等。
自控力课程设计

自控力课程设计一、教学目标本课程旨在帮助学生了解和培养自控力,通过学习使学生能够:1.知识目标:理解自控力的概念、作用及其在个人发展中的重要性。
2.技能目标:学会使用自控力来管理时间、情绪和行为,提高学习和生活效率。
3.情感态度价值观目标:培养积极的自我认知,树立正确的人生观和价值观,增强自我约束力和责任感。
结合学生特点和教学要求,我们将通过具体的教学活动,帮助学生实现以上目标,并将这些目标分解为可衡量的学习成果,以便于后续的教学设计和评估。
二、教学内容本课程的教学内容将围绕自控力的理论基础、培养策略和实际应用等方面展开。
教学大纲如下:1.第一章:自控力的概念与重要性1.1 自控力的定义1.2 自控力在个人发展中的作用1.3 自控力与成功的关系2.第二章:自控力的神经科学基础2.1 脑部结构与自控力2.2 神经递质与自控力2.3 自控力的生理机制3.第三章:培养自控力的策略3.1 设定明确的目标3.2 建立良好的习惯3.3 增强自我监控能力4.第四章:自控力在实际生活中的应用4.1 时间管理4.2 情绪控制4.3 行为改变教学内容将结合教材和实际案例,通过理论讲解和实践操作,帮助学生理解和掌握自控力的相关知识和技能。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性,我们将采用多种教学方法,如:1.讲授法:用于讲解自控力的基本概念和理论。
2.讨论法:通过小组讨论,让学生分享观点和经验,加深对自控力的理解。
3.案例分析法:分析成功人士的自控力培养策略,为学生提供实际借鉴。
4.实验法:通过心理实验,让学生体验自控力的培养过程,提高自我认知。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,我们将准备以下教学资源:1.教材:《自控力》及相关书籍,提供理论知识基础。
2.多媒体资料:包括PPT、视频、音频等,用于辅助讲解和强化知识点。
3.实验设备:心理实验器材,用于学生体验和验证自控力相关理论。
4.在线资源:利用互联网资源,如学术文章、案例库等,为学生提供更多的学习材料。
自动控制专题课程设计

自动控制专题课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解自动控制的基本原理和概念,掌握控制系统的数学模型、传递函数及状态空间表示。
2. 学生能够运用控制理论知识,分析控制系统的稳定性、快速性和准确性等性能指标。
3. 学生能了解常见的自动控制算法,如PID控制、模糊控制等,并掌握其适用范围和优缺点。
技能目标:1. 学生具备运用数学软件(如MATLAB)进行控制系统建模、仿真和性能分析的能力。
2. 学生能够结合实际控制问题,设计简单的自动控制方案,并通过实验或仿真验证其有效性。
3. 学生掌握自动控制相关电路的搭建和调试技巧,能够进行简单的控制系统硬件设计。
情感态度价值观目标:1. 学生通过学习自动控制专题,培养对工程技术的兴趣和热情,增强科技创新意识。
2. 学生能够认识到自动控制在国家经济、社会发展和人民生活中的重要作用,树立社会责任感。
3. 学生在团队合作中进行控制系统的设计与实践,培养沟通协调能力和团队合作精神。
课程性质:本课程为高二年级选修课程,旨在帮助学生掌握自动控制基本理论,提高实践操作能力,培养学生的创新意识和团队合作精神。
学生特点:高二学生在数学、物理等学科方面具备一定的基础,具备一定的逻辑思维能力和动手操作能力,对新技术和新知识充满好奇心。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,采用讲授、讨论、实验等多种教学方法,提高学生的参与度和积极性,确保课程目标的实现。
在教学过程中,注重目标分解和评估,及时调整教学策略,提高教学质量。
二、教学内容1. 自动控制基本原理:控制系统概述、开环与闭环控制、反馈控制原理、控制系统的数学模型。
教学安排:2课时,对应教材第一章内容。
2. 控制系统的数学描述:传递函数、状态空间表示、系统响应分析。
教学安排:3课时,对应教材第二章内容。
3. 控制系统性能分析:稳定性分析、快速性分析、准确性分析。
教学安排:3课时,对应教材第三章内容。
4. 常见自动控制算法:PID控制、模糊控制、自适应控制。
自动控制课程设计

自动控制课程设计汇报人:2024-01-02•自动控制概述•自动控制原理•自动控制系统设计目录•自动控制系统实例分析•自动控制系统的应用与发展•课程设计任务与要求01自动控制概述定义与特点定义自动控制是一门研究如何通过自动调节和控制系统的参数、结构和行为,实现系统预定目标的学科。
特点自动控制具有快速响应、高精度、高稳定性和可靠性等特点,广泛应用于工业、农业、军事、航空航天等领域。
通过自动化控制,可以大幅提高生产效率,降低人工成本。
提高生产效率自动控制系统能够精确控制生产过程中的各种参数,从而提高产品质量。
保证产品质量在一些危险的环境中,自动控制系统可以替代人工操作,保障生产安全。
保障生产安全自动控制的重要性控制器用于接收输入信号,根据控制算法计算输出信号,控制被控对象的运行状态。
执行器根据控制器发出的控制信号,调节被控对象的参数或状态。
传感器用于检测被控对象的参数变化,并将检测信号转换为可处理的电信号。
调节机构根据执行器的调节信号,调整被控对象的参数或状态。
自动控制系统的基本组成02自动控制原理01开环控制系统是一种没有反馈的控制系统,其控制过程是单向的。
02开环控制系统的优点是结构简单,控制精度高,但抗干扰能力较弱。
03开环控制系统适用于对精度要求较高,但环境干扰较小的场合。
01闭环控制系统是一种具有反馈的控制系统,其控制过程是双向的。
02闭环控制系统通过实时监测被控对象的输出,将实际输出与期望输出进行比较,从而调整控制信号。
03闭环控制系统具有较好的抗干扰能力和适应性,适用于对精度和稳定性要求较高的场合。
A BC D控制系统的性能指标稳定性指系统在受到扰动后能否回到原始平衡状态的能力。
准确性指系统输出与期望输出的偏差大小,即系统的误差大小。
快速性指系统对输入信号的响应速度,即系统达到稳定状态所需的时间。
抗干扰性指系统对外部干扰的抵抗能力,即系统在受到干扰后仍能保持稳定和准确性的能力。
01常见的分析方法有:劳斯判据、赫尔维茨判据、奈奎斯特判据等。
自动控制课程设计15页

自动控制课程设计15页一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握自动控制的基本理论、方法和应用,培养学生分析和解决自动控制问题的能力。
具体目标如下:1.知识目标:(1)掌握自动控制的基本概念、原理和特点;(2)熟悉常见自动控制系统的结构和特点;(3)了解自动控制技术在工程应用中的重要性。
2.技能目标:(1)能够运用自动控制理论分析实际问题;(2)具备设计和调试简单自动控制系统的能力;(3)掌握自动控制技术的实验方法和技能。
3.情感态度价值观目标:(1)培养学生的创新意识和团队合作精神;(2)增强学生对自动控制技术的兴趣和热情;(3)培养学生关注社会发展和科技进步的意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.自动控制基本理论:包括自动控制的概念、原理、特点和分类;2.控制系统分析:涉及线性系统的时域分析、频域分析以及复数域分析;3.控制器设计:包括PID控制、模糊控制、自适应控制等方法;4.常用自动控制系统:如温度控制、速度控制、位置控制等系统的原理和应用;5.自动控制系统实验:包括实验原理、实验设备、实验方法和数据分析。
三、教学方法为了达到本课程的教学目标,将采用以下教学方法:1.讲授法:用于传授基本理论和概念,使学生掌握基础知识;2.讨论法:通过分组讨论,培养学生分析问题和解决问题的能力;3.案例分析法:分析实际工程案例,使学生了解自动控制技术的应用;4.实验法:动手进行实验,培养学生实际操作能力和实验技能。
四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法,将准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的教材,如《自动控制原理》等;2.参考书:提供相关领域的经典著作和论文,供学生深入研究;3.多媒体资料:制作课件、视频等,辅助讲解和展示;4.实验设备:准备自动控制实验装置,供学生进行实验操作。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果,将采用以下评估方式:1.平时表现:包括课堂参与度、提问回答、小组讨论等,占总成绩的20%;2.作业:布置适量作业,检查学生对知识点的理解和应用能力,占总成绩的30%;3.考试:包括期中和期末考试,主要测试学生对课程知识的掌握程度,占总成绩的50%。
自动控制操作课程设计

自动控制操作课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解自动控制系统的基本原理,掌握控制系统的组成、分类及工作方式。
2. 使学生掌握自动控制系统的数学模型,并能运用相关公式进行简单计算。
3. 帮助学生了解自动控制系统的性能指标,如稳定性、快速性、准确性等。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识分析自动控制系统的能力,能对实际系统进行简单的建模与仿真。
2. 让学生学会使用自动控制设备,进行基本操作和调试,具备一定的动手实践能力。
3. 培养学生利用自动控制系统解决实际问题的能力,提高创新意识和团队协作能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对自动控制技术的兴趣,激发学习热情,形成积极的学习态度。
2. 引导学生认识到自动控制在国家经济建设和科技进步中的重要作用,增强学生的社会责任感和使命感。
3. 培养学生严谨的科学态度,养成勤奋刻苦、团结协作的良好品质。
本课程针对高年级学生,结合课程性质、学生特点和教学要求,将目标分解为具体的学习成果,以便后续的教学设计和评估。
课程内容紧密联系课本,确保学生所学知识的实用性和针对性。
通过本课程的学习,使学生能够在理论知识和实践操作方面均取得较好的成果。
二、教学内容本章节教学内容依据课程目标,紧密结合教材,确保科学性和系统性。
主要包括以下几部分:1. 自动控制原理:介绍自动控制系统的基本概念、分类及其应用,重点讲解开环控制系统和闭环控制系统的原理及特点。
2. 控制系统数学模型:讲解控制系统的数学描述方法,包括传递函数、状态空间表达式等,并通过实例进行分析。
3. 控制系统性能分析:介绍控制系统的稳定性、快速性、准确性等性能指标,结合教材章节,进行深入讲解。
4. 自动控制设备操作与调试:教授自动控制设备的基本操作方法,包括控制器参数设置、传感器和执行器的使用等,并安排实践环节,让学生动手操作。
5. 自动控制系统仿真与设计:结合教材内容,指导学生运用仿真软件对自动控制系统进行建模、仿真和分析,培养学生的实际操作能力。
自动控制课程设计简单

自动控制课程设计简单一、课程目标知识目标:1. 理解自动控制的基本概念,掌握自动控制系统的数学模型及特性。
2. 学会分析自动控制系统的性能,了解系统稳定性、快速性和准确性的评价标准。
3. 掌握典型自动控制系统的结构及其工作原理。
技能目标:1. 能够运用数学模型对自动控制系统进行描述,并绘制系统方框图。
2. 学会使用控制原理分析自动控制系统的性能,并提出相应的优化方案。
3. 能够运用所学知识,设计简单的自动控制实验,并完成实验报告。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对自动控制技术的兴趣,激发学生探索未知领域的热情。
2. 培养学生严谨的科学态度,强调实验数据的真实性,提高学生的实践能力。
3. 增强学生的团队协作意识,培养学生在合作中解决问题、分享成果的能力。
本课程针对高中年级学生,结合学科特点和教学要求,注重理论与实践相结合,旨在提高学生对自动控制技术的理解和应用能力。
通过本课程的学习,使学生能够掌握自动控制的基本原理,具备分析、设计和优化自动控制系统的能力,并培养他们积极探索、严谨求实、团结协作的精神风貌。
二、教学内容1. 自动控制基本概念:控制系统定义、分类及性能指标(对应教材第1章)。
- 控制系统的数学模型及特性- 控制系统的方框图表示2. 自动控制系统分析方法:稳定性、快速性、准确性分析(对应教材第2章)。
- 控制系统的传递函数- 控制系统的稳定性判断- 控制系统的性能分析3. 典型自动控制系统:比例、积分、微分控制(对应教材第3章)。
- PID控制原理及参数调整- 典型控制系统实例分析4. 自动控制实验设计:实验原理、实验步骤及实验报告撰写(对应教材第4章)。
- 实验方案设计- 实验数据采集与处理- 实验报告撰写要求教学内容安排与进度:第1周:自动控制基本概念及数学模型第2周:控制系统稳定性、快速性、准确性分析第3周:典型自动控制系统原理与实例第4周:自动控制实验设计及实践教学内容注重科学性和系统性,结合教材章节组织,确保学生能够循序渐进地掌握自动控制相关知识。
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题目 032已知受控对象模型为)8)(2)(1(16)(0+++=s s s s s G ,设计一个超前滞后校正器,使得校正后系统期望的剪切频率ωc =50rad/s 和相位裕量γ≥45°.修正期望的指标来改进闭环系统的动态性能,并由闭环系统的阶跃响应来验证控制器。
一,用MATLAB 模拟校正前系统 1单位阶跃响应num=16;%降幂排列分子多项式系数den=[1,11,26,16,16]; %降幂排列分母多项式系数 t=0:0.1:30;G3=tf(num,den);Step(G3,t) %阶跃响应图1校正前单位阶跃响应由上图可知上升时间r T =1.53s ,峰值时间sT P 47.1=,调节时间sT =20s ,超调量%σ=46.8%,Ⅰ型系统单位阶跃输入下稳态误差ess=02开环伯德图应用Matlab 绘制出开环系统Bode 图,程序如下: clear num=16;den1=conv([1 0],[1 1]); den2=conv([1 2],[1 8]); den=conv(den1,den2);sys=tf(num,den); %建立原系统的开环传递函数模型 margin(sys)[Gm,Pm,Wcg,Wcp]=margin(sys) hold运行结果如下: Gm =2.2311 Pm =27.4132 Wcg = 1.2060 Wcp =0.7472图2 校正前系统的开环伯德图由Bode 图可知,增益裕量g K =2.2311>1,相角裕量γ=27.4132>0,原系统稳定。
幅值剪切频率Wcg=1.2060,相位剪切频率Wcp=0.7472。
由Bode 图确定原系统谐振峰值r M 、带宽r ωclear num=16;den1=conv([1 0],[1 1]);den2=conv([1 2],[1 8]);den=conv(den1,den2);sys=tf(num,den);%建立原系统的开环传递函数模型bode(sys);[m,p,w]=bode(sys);mr=max(m)wr=spline(m,w,mr)(2)运行结果如下:mr = 9.9372wr =0.10003应用Matlab绘制出闭环系统Bode图,程序如下:clearnum=16;den1=conv([1 0],[1 1]);den2=conv([1 2],[1 8]);den=conv(den1,den2);sys=tf(num,den); %建立原系统的开环传递函数模型sys=feedback(sys,1); %建立原系统的闭环传递函数模型margin(sys)[Gm,Pm,Wcg,Wcp]=margin(sys)hold on运行结果如下:Gm = 1.2314Pm = 7.3498Wcg = 1.2061Wcp = 1.13562)原系统闭环Bode图如图3:图3 校正前系统的闭环伯德图4开环根轨迹num=16;den=[1,11,26,16];图5 校正前系统的开环根轨迹应用Matlab绘制出开环系统的奈氏图,程序如下:clearnum=16;den1=conv([1 0],[1 1]);den2=conv([1 2],[1 8]);den=conv(den1,den2);sys=tf(num,den)nyquist(sys)乃氏图如下(图5)校正前系统的乃氏图由nyquist图知道N=0,系统稳定由图5-1可得原系统频域性能指标:由Bode图可知,增益裕量K=2.2311>1,相角裕量γ=27.4132>0,原系统稳定。
幅值剪切频率Wcg=1.2060,g相位剪切频率Wcp=0.7472。
幅值稳定裕度:h=∞dB -π穿越频率:ω=∞rad/s,g=2.69rad/s相角裕量γ=27.4132°剪切频率:ωc可知系统校正前,相角稳定裕度:γ=27.4132°<45°,剪切频率:ωc =2.69rad/s <50 rad/s ,都未满足要求,原系统需要校正。
2)求超前校正装置的传递函数由于相角稳定裕度:γ=27.4132<45°,剪切频率:ωc =2.69rad/s<50rad/s ,故要进行超前校正,设超前校正传函为Gc (s )=11++Ts aTs 取ωc=50rad/s ,则求Gc (s )及其参数的MATLAB 程序为:2.1) 法1用程序取ωc=50rad/s 时对应的幅值稳定裕度%sh2.mwc=50;L=bode(s1,wc); Lwc=20*log10(L); a=10^(-0.1*Lwc); T=1/(wc*sqrt(a)); Gc=tf([a*T 1],[T 1])运行结果为:Transfer function:5.56 s + 1----------------7.194e-005 s + 12.2)法2直接从图5-1上读出wc=50rad/s对应的幅值稳定裕度为-7.8dB,则求校正传函的程序为:%sh3.mh=-7.8;wc=4.5;a=1/(10^(0.1*h));T=1/(wc*sqrt(a));Gc=tf([a*T 1],[T 1])运行结果为:Transfer function:0.5455 s + 1------------- 0.09053 s + 1可知二者结果近似相等,取法一结果相对准确。
3)检验校正后系统是否满足校正要求 3.1)绘制系统校正后Bode 图及读性能指标。
校正系统wc=4.5rad/s 对应的校正传函为Gc (s )=109025.015472.0++s s ,则此时的MATLAB 程序为:%sh4.mcleark=9;n1=1;d1=conv([1,0],[1,2]); s1=tf(k*n1,d1);num2=[0.5472 1];den2=[0.09025 1]; s2=tf(num2,den2);sys=s1*s2 figure(2);margin(sys);运行程序后,得校正后的Bode 图如图5-2所示-80-60-40-2002040M a g n i t u d e (d B )10-110101102103P h a s e (d e g )Bode DiagramGm = Inf dB (at Inf rad/sec) , Pm = 69.8 deg (at 4.5 rad/sec)Frequency (rad/sec)图5-2 校正后系统Bode 图由上图可得:幅值稳定裕度:h=∞dB -π穿越频率:ωg =∞rad/s ,相角稳定裕度:γ=69.8° 剪切频率:ωc =4.5rad/s3.2)分析检验比较原系统及设计要求,可知:γ=69.8°大于45°,剪切频率ωc =4.5rad/s 都满足了设计要求。
三.校正装置的设计设计串联滞后环节校正装置的传递函数:)(111)(>++=a Ts aTs s G c ,。
a 称为分度系数,T 称为时间常数。
3.2 串联校正设计过程1)Matlab 程序如下:子程序:function Gc=plsj(G , kc,yPm)G=tf(G);[mag,pha,w]=bode(G*kc);Mag=20*log10(mag);[Gm,Pm,Wcg,Wcp]=margin(G*kc);phi=(yP m-getfield(Pm, 'Wcg'))*pi/180;alpha=(1+sin(phi))/(1-sin(phi));Mn=-10*log10(alpha);Wcgn=spline(Mag,w,Mn);T=1/(Wcgn*sqrt(alpha));Tz=alpha*T;Gc=tf([Tz 1],[T 1]);主程序:num=16;den1=conv([1 0],[1 1]);den2=conv([1 2],[1 8]);den=conv(den1,den2);G=tf(num,den);%建立原系统的开环传递函数模型kc=1;yPm=45+10;Gc=plsj(G,kc,yPm)Gy_c=feedback(G,1)Gx_c=feedback(G*kc*Gc,1)figure(1)step(Gy_c, 'r' ,40);hold onstep(Gx_c, 'b',40)figure(2)bode(G, 'r')hold onbode(G*Gc*kc, 'b')figure(3)nyquist(G,'r')hold onnyquist(G* kc*Gc, 'b')三.校正装置的设计3.2 校正装置类型及参数的设定由于系统性能指标是以时域形式给出,因此可采用根轨迹法进行校正设计。
在应用根轨迹法进行设计时,实质上是通过采用校正装置改变系统的根轨迹形状,从而将一对闭环主导极点配置到期望的位置上。
在开环传递函数中增加极点,可以使根轨迹向右移动,从而降低系统的稳定性,增加系统响应的调整时间。
而在开环传递函数中增加零点,可以导致根轨迹向左移动,从而增加系统的稳定性,减少系统响应的调整时间。
因此,掌握了在系统中增加极点和(或)零点对根轨迹的影响,就能容易地确定校正装置的零、极点位置,从而将根轨迹改变成所需要的形状。
设计步骤:(1) 根据所需要的动态品质指标要求,确定闭环主导极点A 的位置; 根据要求得闭环主导极点35.25.2122,1j j s n ±-=-±-=ξωξω(2) 由校正前系统的根轨迹曲线图看出期望主导极点2,1s 在原系统根轨迹的左侧而不在原闭环根轨迹上。
按照前面所述原则,应该引入串联超前校正装置,使根轨迹向左移动,以满足指标要求。
(3) 为使校正后系统的根轨迹能经过期望闭环主导极点,其闭环特征方程必须满足幅值和相角条件,即πθj j p z c c e e M sT T s K s G s G 111)()(001101=++=- 式中,0M 是校正前的系统在1s 处的幅值;0θ则是对应的相角。
令111θj e M s -=,代入上式得到)1(11101101+=+---p j j c j z j T e M eM K e T e M θθπθ 将上述方程分解为实部和虚部两个方程,求解得到:0101001sin )sin(sin θθθθM M K M K T C c z --= ; 011010sin )sin(sin θθθθM M K T c p ++-= 由此确定超前校正环节的传递函数。