原理大作业_滞后校正网络的设计教程.docx

自动控制原理大作业说明书 自动控制原理 大作业 班级： 姓名： 学号： 2012年12月 设计任务 题目10： 继续考察第9题给出的系统，试设计合适的滞后校正网络，使系统的相位裕度达到50，并估计校正后系统的超调量及峰值时间。 附第9题： 在通常情况下，自动导航小车（AGV）是一种用来搬运物品的自动化设备。大多数AGV都需要有某种形式的导轨，但迄今为止，还没有完全解决导航系统的驾驶稳定性问题。因此，自动导航小车在行驶过程中有时会出现轻微的“蛇行”现象，这表明导航系统还不稳定。 大多数的AGV在说明书中都声明其最大行驶速度可以达到1m/s，但实际速度通常只有0.5m/s,只有在干扰较小的实验室中，才能达到最高速度。随着速度的增加，要保证小车得稳定和平稳运行将变得越来越困难。 AGV的导航系统框图如图9所示，其中 。为使系统响应斜坡输入的稳态误差仅为1%，要求系统的稳态速度误差系数为100。 手工设计 将 本题要求采用滞后校正且 设（） 则 绘制的幅频特性曲线如下图。在下面的步骤中只需确定的参数。 确定新的剪切频率 图中两个转折频率 通过线，与横轴的交点 求得剪切频率 为避免对相位裕度产生过大的影响，取新的剪切频率。 3、根据确定的值 ， 根据相位裕度的要求确定的值（） 代入，得 则校正网络的传递函数 MATLAB仿真与调试 补偿网络传递函数的调试 由二的分析可知校正前、校正网络、校正后的传递函数分别为： 用MATLAB绘制的bode图 MATLAB程序a1=conv([1 0],conv([0.04 1],[0.021 1])) %g0的分母 a2=[9 1] %gc的分母 b=[45 100] %gc的分子 g0=tf([1],a1) %g0的开环传递函数 gc=tf(b,a2) %gc的开环传递函数 ge=series(g0,gc) %ge的开环传递函数 margin(ge) %绘制ge的bode图的bode图： 很好地满足了相位裕度的要求。确定补偿网络传递函数为 用MATLAB绘制、、的bode图 MATLAB程序a1=conv([1 0],conv([0.04 1],[0.021 1])) %g0的分母 a2=[9 1] %gc的分母 b=[45 100] %gc的分子 g0=tf([1],a1) %g0的开环传递函数 gc=tf(b,a2) %gc的开环传递函数 ge=series(g0,gc) %ge的开环传递函数 bode(g0,--,gc,-.,ge,-) %设置线型并绘制bode图 grid %网格 legend(校正前,校正网络,校正后) %图形标注、、的bode图： 超调量和峰值时间估计 根据高阶系统经验公式 , 设 用MATLAB绘制的根轨迹图 MATLAB程序a1=conv([1 0],conv([0.04 1],[0.021 1])) %g0的分母 a2=[9 1] %gc的分母 b=[45 100] %gc的分子 g0=tf([1],a1) %g0的开环传递函数 gc=tf(b,a2) %gc的开环传递函数 ge=series(g0,gc) %ge的开环传递函数 c1=feedback(ge,1) %求闭环传递函数 ge1=tf(b/100, conv(a1,a2)) rlocus(ge1) %绘制ge1的根轨迹的根轨迹图： 找出K=100时系统的闭环极点如下图： 当时， 为离轴最近的一对极点，、与轴距离较远。但附近有零点。因此若将系统近似为二阶系统可能会有较大的误差。但为了对做出估计，暂且认为为主