《自动控制理论》课程设计_基于自动控制理论的性能分析与校正.docVIP

课程设计报告 ( 2008 -- 2009 年度第2 学期) 名 称： 《自动控制理论》课程设计 题 目：基于自动控制理论的性能分析与校正 院 系： 动力工程系 班 级： 自动化专业07K3 学 号： 学生姓名： 指导教师： 设计周数： 1周 成 绩： 日期： 2009 年 7 月 8 日 《自动控制理论》课程设计 任 务 书 一、 设计题目 基于自动控制理论的性能分析与校正 二、 目的与要求 本课程为《自动控制理论A》的课程设计，是课堂的深化。设置《自动控制理论A》课程设计的目的是使MATLAB成为学生的基本技能，熟悉MATLAB这一解决具体工程问题的标准软件，能熟练地应用MATLAB软件解决控制理论中的复杂和工程实际问题，并给以后的模糊控制理论、最优控制理论和多变量控制理论等奠定基础。作为自动化专业的学生很有必要学会应用这一强大的工具，并掌握利用MATLAB对控制理论内容进行分析和研究的技能，以达到加深对课堂上所讲内容理解的目的。通过使用这一软件工具把学生从繁琐枯燥的计算负担中解脱出来，而把更多的精力用到思考本质问题和研究解决实际生产问题上去。 通过此次计算机辅助设计，学生应达到以下的基本要求： 1.能用MATLAB软件分析复杂和实际的控制系统。 2.能用MATLAB软件设计控制系统以满足具体的性能指标要求。 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。 三、 主要内容 1．前期基础知识，主要包括MATLAB系统要素，MATLAB语言的变量与语句，MATLAB的矩阵和矩阵元素，数值输入与输出格式，MATLAB系统工作空间信息，以及MATLAB的在线帮助功能等。 2．控制系统模型，主要包括模型建立、模型变换、模型简化，Laplace变换等等。 3．控制系统的时域分析，主要包括系统的各种响应、性能指标的获取、零极点对系统性能的影响、高阶系统的近似研究，控制系统的稳定性分析，控制系统的稳态误差的求取。 4．控制系统的根轨迹分析，主要包括多回路系统的根轨迹、零度根轨迹、纯迟延系统根轨迹和控制系统的根轨迹分析。 5．控制系统的频域分析，主要包括系统Bode图、Nyquist图、稳定性判据和系统的频域响应。 6．控制系统的校正，主要包括根轨迹法超前校正、频域法超前校正、频域法滞后校正以及校正前后的性能分析。 四、 进度计划 序号 设计内容 完成时间 备注 1 基础知识、数学模型 7月3日 2 时域分析法、频域分析 7月4日 3 根轨迹分析 7月5日 4 系统校正 7月6日 5 整理打印课程设计报告 7月7日 6 答辩 7月8日 五、 设计成果要求 上机用MATLAB编程解题，从教材或参考书中选题，控制系统模型、控制系统的时域分析法、控制系统的根轨迹分析法、控制系统的频域分析法每章选择两道题。第六章校正选四道，其中根轨迹超前校正一道、滞后校正一道、频域法超前校正一道、滞后校正一道。并针对上机情况整理课程设计报告。课程设计报告以WORD电子文档形式提交，文件名为班级学号姓名。 课程设计报告包括题目、解题过程及程序清单和最后的运行结果（曲线），课程设计总结或结论以及参考文献。 六、 考核方式 《， 反馈通路传递函数为H(s)=,在MATLAB环境下获得其连续传递函数形式模型。 G=tf([3 18],conv([1 1],[1 3 5])) H=tf([5 1],[15 1]) T=feedback(G,H) T1=zpk(T); [n,d]=tfdata(T,v) [z,p,k]=zpkdata(T,v) figure(1);pzmap(T);title(零极点图) K=dcgain(T) figure(2);step(T,30);title(阶跃响应) figure(3);impulse(T,15);title(脉冲响应) figure(4); T1=tf(1,[1 0]);T2=T1*T; step(T2,12);title(斜坡响应) figure(5);t=0:0.1:10; lsim(T,sin(t),t);title(正絃响应) figure(5);t=0:0.1:10; lsim(T,cos(t),t);title(余絃响应) Transfer function: