自控课程设计报告剖析.doc

课程设计报告 ( 2015-- 2016 年度 第 1 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： 控计学院 班 级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 设计周数： 1 周 成 绩： 日期： 2016 年 1 月 9 日一、 目的与要求 本次课程设计是在学完自动控制理论课程后进行的。详细介绍MATLAB的控制系统工具箱的用法SIMULINK仿真软件使学生能够应用MATLAB对自动控制理论课程所学的内容进行深层次的分析和研究能用MATLAB解复杂的自动控制题目能用MATLAB设计控制系统以满足具体的性能指标 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。简要介绍控制系统理论的基本概念和基本方法，并介绍MATLAB软件的基本知识。包括MATLAB的基本操作命令、数据结构、矩阵运算、编程算法等 简要介绍MATLAB的控制系统工具箱的用法。包括控制系统的模型及相互转换、时域分析方法、频域分析方法等应用MATLAB工具箱进行分析研究，增强理解简要介绍SIMULINK仿真软件，介绍SIMULINK的应用方法及各种强大功能，应用SIMULINK对系统进行仿真研究简要介绍控制系统分析与设计所必须的工具箱函数，包括模型建立、模型变换、模型简化、模型实现、模型特性、方程求解、时域响应、频域响应、根轨迹等各个方面。在掌握控制系统基本理论和控制系统工具箱函数的基础上，利用MATLAB及其工具箱函数来解决控制系统的分析与设计问题并上机实验[一个三阶或以上系统]。 1、绘制闭环系统单位阶跃响应曲线。 2、求出系统动态性能指标。 3、绘制对数幅频、相频特性曲线，并求出频域指标。 2.2、采用串联校正，校正装置传递函数。 1、，绘制由的根轨迹，绘制取三个不同数值时单位 阶跃响应曲线，并求出相应动态性能指标，试分析随着变化，系统稳定性动态性能、稳态性能有何变化。给性能指标，可以给频域性能指标既有稳态性能要求，也要有动态性能要求，，可原理，使用条件，效果进行合理的分析。 3、采用根轨迹校正法。根据动态性能要求，确定，同时满足一定稳态性能要求，求出，绘制校正后单位阶跃响应曲线，并求出动态性能指标，分析校正效果及效果的原因反馈校正，复合校正等另外一种校正方法 num1=2; den1=conv([0.2 1],[0.5 1]); den2=conv([1 0],den1); [num,den]=cloop(num1,den2,-1); sys=tf(num,den); p=roots(den); t=0:0.01:2; figure(1); step(sys,t);%绘制闭环系统单位阶跃响应曲线 grid xlabel(t);ylabel(c(t));title(step response); H1=tf(num1,den2); [Gm,Pm,Wc,Wx] = margin(sys); %求频域指标 figure(2); margin(H1); %对数幅频，相频指标 figure(3); nyquist(H1); figure(4); rlocus(sys); y=step(sys,t); [Y,k]=max(y); tp=t(k) %峰值时间 c=dcgain(sys);%终值 deta=100*(Y-c)/c;%超调量 deta=abs(deta) n=1; while y(n)0.1*c n=n+1; end m=1; while y(m)0.9*c m=m+1; end tr=t(m)-t(n)%上升时间 i=length(t); while (y(i)0.95*c)(y(i)1.05*c) i=i-1; end ts=t(i)%调节时间 while y(n)0.5*c n=n+1; end td=t(n) %延迟时间时间 wn=sqrt(500); z=500/(2*wn); N=ts*wn