系统校正设计

安徽建筑工业学院

毕 业 设 计 (论 文)

专 业 电气工程及其自动化 班 级 07电气（3）班 学生姓名 学 号 07210020308 课 题 MATLAB在自动控制原理中的应用 指导教师 石云

2011 年 6 月 3 日

系统校正设计

目录

摘 要 .............................................................. 3 第1章绪论 .......................................................... 4

1．1研究目的 .................................................... 4 1．2相关研究现状 ................................................ 4 1．3研究方法 .................................................... 5 1．4本次设计的主要内容以及目前学术届近一步研究的趋势 ............ 6

1. 4. 1本次设计的主要内容 ................................... 6 1. 4. 2目前学术界近一步研究的趋势 ........................... 6

第2章开发工具 ...................................................... 8

2．1 MATLAB编程语言发展历程及特点 ............................... 8 2．2 MATLAB系统构成 ............................................. 9 2．3 MATLAB的GUI设计 .......................................... 10 2．4本章小结 ................................................... 11 第3章控制系统性能指标及校正装置分类 ............................... 12

3．1控制系统的性能指标 ......................................... 12 3. 2控制系统校正的分类 ......................................... 14 3．3本章小结 ................................................... 16 第4章基于频率法的控制系统的校正设计 ............................... 17

4．1基于频率法的串联超前校正 ................................... 17

4．1．1 串联超前校正网络设计的算法步骤 ...................... 17 4．1．2 超前校正装置的评价 ................................. 18 4．2基于频率法的串联滞后校正 ................................... 18

4．2．1串联滞后校正网络设计的算法步骤 ...................... 19 4. 2. 2滞后校正装置的评价 .................................. 19 4．3基于频率法的串联超前滞后校正 ............................... 19

4．3．1串联超前滞后校正网络设计的算法步骤 .................. 20 4．3．2滞后超前校正装置的评价 .............................. 20 4. 4三种校正方法的效果对比 ..................................... 21 4．5本章小结 ................................................... 21 第5章控制系统的仿真与校正对比分析 ................................. 22

5．1程序方式 ................................................... 22

5. 1. 1控制系统校正前的性能指标 ............................ 22 5. 1. 2校正装置的设计过程及其性能指标的仿真 ................ 28 5. 1. 3控制系统校正后的性能指标 ............................ 30 5．2Multisim电路设计仿真方式 ................................... 38 第6章设计总结 ..................................................... 41

6. 1总结 ...................................................... 41 6. 2心得 ...................................................... 41 附英文文献： ....................................................... 43

系统校正设计

摘 要

本论文主要研究如何根据用户要求的性能指标进行自动控制系统的串联校正设计，而此设计又具有很重要的现实意义。对于给定的线性定常系统，我们通常通过加入串联超前、滞后或超前滞后综合校正装置，以达到提高系统的精度和稳定性的目的。本文将给出基于频率特性法串联校正的具体设计方法，同时对该课题中的控制系统模型进行仿真。本设计可实现如下功能：对一个线性定常系统，根据需求的性能指标，通过本设计可给出系统的串联校正网络，从绘制出的各种响应曲线可以直观地将校正前后的系统进行比较，而仿真实例结果也进一步表明了此设计方法有效性和实用性。

关键词：串联校正；根轨迹；频率特性法；MATLAB

Abstract

In this paper we will discuss how to design a cascade compensator according to the users’requirements for automatic Control System，which is of a very important practical significance．For a given linear regular system，we usually contacted a cascade lead，a cascade lag or a cascade lead—lag compensator in the purpose of greater precision and stability of the system．What will be also given in this paper is the specific design methodology，which is based on the frequency characteristics method ．At the same time， we will visualize the model of the Control System in this paper．The design can achieve the following functions：Our demands for a linear regular system will be realized by inputting them through the interface．Then we can obviously see the two response curves in comparison．The simulation results of the examples demonstrated the effectiveness and the relevance of the design methodology．

Key Words：Cascade compensation Root-locus Frequency characteristics MATLAB

系统校正设计

第1章绪论

1．1研究目的

在实际工程控制中，往往需要设计一个系统并选择适当的参数以满足性能 指标的要求，或对原有系统增加某些必要的元件或环节，使系统能够全面满足 性能指标要求，此类问题就称为系统校正与综合，或称为系统设计。

当被控对象给定后，按照被控对象的工作条件，被控信号应具有的最大速 度和 …… 此处隐藏：8812字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……