自动控制原理课程设计频域法串联超前校正

一、任 务 书

课题名称 频域法串联超前校正 指导教师（职称） 执行时间 学年第 二 学期 第 周 1、了解控制系统设计的一般方法、步骤,提高分析问题解决设计目的 问题的能力。 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。 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。 设计要求

频域法串联超前校正

摘 要

此次课程设计以二阶系统为例，分析了二阶系统的动态性能，串联超前校正的方法改善了系统的性能，利用不同的分析法对给定系统进行性能分析。

在控制工程中用得最广的是电气校正装置，它不但可应用于电的控制系统，而且通过将非电量信号转换成电量信号，还可应用于非电的控制系统，各类校正装置的特性可用它们的传递函数来表示。

在日常的生活中，我们生产出来的机器由于在结构和材料等方面上的限制，很难达到预期的性能指标，这就需要我们应用自动控制理论对其进行校正，使之得到一个更好的性能。

关键词：二阶系统；串联超前；传递函数；自动控制

I

Abstract

Taking the second-order system as an example, the dynamic performance of the second-order system is analyzed. The method of series advance correction improves the performance of the system, and different analysis methods are used to analyze the performance of the given system.

The most widely used in control engineering is the electrical correction device, which can not only be used in the electric control system, but also can be applied to the non-electric control system by converting the non-electric signal into the electric signal. The characteristics of various correction devices can be represented by their transfer functions.

In our daily life, the machines we produce are difficult to meet the expected performance targets because of the limitations in structure and materials, which requires us to apply the automatic control theory to correct them. Make it get a better performance.

Keywords:second-order system;series advance;transfer function; auto-control

II

目 录

绪论 ..................................................... 1 一 课程设计的目的及题目 .................................. 2 1.1课程设计的目的 ...................................... 2 1.2课程设计的题目 ...................................... 2 二 课程设计的任务及要求 .................................. 3 2.1课程设计的任务 ...................................... 3 2.2课程设计的要求 ...................................... 3 三 校正函数的设计 ........................................ 4 3.1理论知识 ............................................ 4 3.2设计部分 ............................................ 5 四 传递函数特征根的计算 ................................. 10 4.1校正前系统的传递函数的特征根 ........ 错误!未定义书签。 4.2校正后系统的传递函数的特征根 ........ 错误!未定义书签。 五 系统动态性能的分析 ................................... 13 5.1校正前系统的动态性能分析 ........................... 13 5.2校正后系统的动态性能分析 ........................... 15 六 系统的根轨迹分析 ..................................... 19 6.1校正前系统的根轨迹分析 ............................. 19 6.2校正后系统的根轨迹分析 ............................. 21 七 系统的奈奎斯特曲线图 ................................. 23 7.1校正前系统的奈奎斯特曲线图 ......................... 23 7.2校正后系统的奈奎斯特曲线图 ........................ 244 八 系统的对数幅频特性及对数相频特性 ..................... 24 8.1校正前系统的对数幅频特性及对数相频特性 ............. 25 8.2校正后系统的对数幅频特性及对数相频特性错误!未定义书签。 总结 ................................................... 267 参考文献 ................................. 错误!未定义书签。

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