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扬州大学水利与能源动力工程学院

课 程 名 称：题 目 名 称：年级专业及班级：姓 名：学 号：指 导 教 师：评 定 成 绩：教 师 评 语： 2016 课程实习报告

自动控制原理及专业软件课程实习

三阶系统分析与校正 建电1402

王杰 141504230 许慧

指导老师签名：

年 12月 27日

扬州大学能源与动力工程学院实习报告

一、课程实习的目的

（1）培养理论联系实际的设计思想，训练综合运用经典控制理论和相关课程知识的能力；

（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； （4）学会使用硬件搭建控制系统；

（5）锻炼独立思考和动手解决控制系统实际问题的能力，为今后从事控制相关工作打下较好的基础。 二、课程实习任务

某系统开环传递函数

G(s)=K/s(0.1s+1）（0.2s+1）

分析系统是否满足性能指标：

（1)系统响应斜坡信号r(t)=t,稳态误差小于等于0.01； （2）相角裕度y>=40度；

如不满足，试为其设计一个pid校正装置。 三、课程实习内容 （1）未校正系统的分析：

1）利用MATLAB绘画未校正系统的开环和闭环零极点图

2）绘画根轨迹，分析未校正系统随着根轨迹增益变化的性能（稳定性、快速性）。 3）作出单位阶跃输入下的系统响应，分析系统单位阶跃响应的性能指标。

4）绘出系统开环传函的bode图，利用频域分析方法分析系统的频域性能指标（相角裕度和幅值裕度，开环振幅）。

（2）利用频域分析方法，根据题目要求选择校正方案，要求有理论分析和计算。并与Matlab计算值比较。

（3）选定合适的校正方案（串联滞后/串联超前/串联滞后-超前），理论分析并计算校正环节的参数，并确定何种装置实现。

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（4）绘画已校正系统的bode图，与未校正系统的bode图比较，判断校正装置是否符合性能指标要求，分析出现大误差的原因。

（5）求此系统的阶跃响应曲线。分析采用的校正装置的效果。 （6）绘画模拟电路，提出校正的实现方式及其参数。

（7）总结（包括课程设计过程中的学习体会与收获、对本次课程实习的认识等内容）

自动控制原理及专业软件课程实习

目 录

摘 要 .......................

第一章 利用MATLAB绘画未校正系统的开环和闭环零极

点图

第二章 绘画根轨迹

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第三章 作出单位阶跃输入下的系统响应

第四章 绘出系统开环传函的bode图

.........

第五章 求此系统的阶跃响应曲线

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第六章 绘画模拟电路

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致谢 .........................

参考文献 .....................

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附录 .........................

第一章 利用MATLAB绘画未校正系统的开环和闭环零极点图

（1）由稳态误差小于等于0.01 即1/k<=0.01 解得k>=100 所以选择k=101 未校正系统开环和闭环零极点图（K=110）：

clear clc num=[101];

den=conv([1 0],conv([0.1 1],[0.2 1])); G=tf(num,den); Gf=feedback(G,1,-1); figure(1) pzmap(G);

title('未校正系统开环零极点图') xlabel('实轴 x') ylabel('虚轴 j') figure(2) pzmap(Gf);

title('未校正系统闭环零极点图') xlabel ('实轴 x') ylabel （'虚轴 j')

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