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河南科技大学 课程

课程名称题 目学 院 班 级 学生姓名 指导教师 时 间

设计说明书

控制理论课程设计 用频率法设计串联超前校正

控制理论课程设计任务书

班级： 姓名： 学号： 设计题目： 用频率法设计串联超前校正 一、设计目的

控制理论课程设计是综合性与实践性较强的教学环节。其目的要进一步巩固自动控制理论知识，培养所学理论知识在实际中的应用能力；掌握自动控制系统分析、设计和校正的方法；掌握应用MATLAB语言分析、设计和校正控制系统的方法；培养查阅图书资料的能力；培养使用MATLAB语言软件应用的能力、培养书写技术报告的能力。使学生初步掌握控制系统数字仿真的基本方法，同时学会利用MATLAB语言进行控制系统仿真和辅助设计的基本技能，为今后从事控制系统研究工作打下较好的基础。

二、设计任务及要求

应用时域法、频域法或根轨迹法设计校正系统，根据控制要求，制定合理的设计校正方案；编写相关MATLAB程序，绘制校正前后系统相应图形，求出校正前后系统相关性能指标；比较校正前后系统的性能指标；编制设计说明书。

三、控制要求

设单位负反馈系统的开环传递函数为G(s)?K，试用频率法设计串

s(0.1s?1)联超前校正装置，是系统的相对裕度??45°，静态速度误差系数Kv=200，截止频率不低于15rad/s。

四、设计时间安排

查找相关资料（1天）；编写相关MATLAB程序，设计、确定校正环节、校正（２天）；编写设计报告（1天）；答辩修改（1天）。

五、主要参考文献

[1] 胡寿松. 自动控制原理（第五版）, 科学出版社.

[2]黄永安，李文成等.Matlab7.0/Simulink6.0应用实例仿真与高效算法开发.北京：清华大学出版社,2008

[3] 黄坚主. 自动控制原理及其应用. 北京：高等教育出版社 2004 [4].黄忠霖，自动控制原理的MATLAB实现，国防工业出版社. 指导教师签字： 年 月 日

摘要

通过自动控制原理的学习，我们知道了分析系统的基本方法。在系统结构和参数已知的条件下，根据相关的分析方法就可以对控制系统进行定性和定量的计算，确定系统的稳定性，稳态及动态性能。根据题目要求，本文运用频率法设置串联超前校正装置对已知传递函数进行校正。

已知设计题目和设计要求，首先可以确定原系统的开环传递函数为

G(s)?200，用MATLAB求出开环传递函数的特征根，判断系统的稳定性。

s(0.1s?1)2000.03302s?1，用MATLAB求出

s(0.1s?1)0.007102s?1作出bode图，得到系统的相关参数，与题目要求进行比较，然后对其进行校正。求解出校正后的开环传递函数G(S)Gc(S)?校正后系统的相关参数。通过系统校正前后动态性能的比较，我们可以发现校正后的系统性能比校正前的系统性能好。

关键词：自动控制，超前校正 根轨迹图 相位裕度