急性心肌梗死课件.pptx

作为自动化专业的本科生学生,通过自动控制课程设计,不仅可以更深入理解控制系统的基本理论和基本方法,而且可以了解到我们现实生活中自动控制装置的原理,掌握控制系统的分析与综合的方法,为自己以后合理的运用打下一定的基础,让我们更能适应这个高速发展的社会。本自动课程设计对于培养和提高学生运用理论分析和解决实际问题的能力和水平有极大的意义,还有它更能方便我们的日常生活,让我们真正的成为生活的主人,所以说自动控制课程设计值得我们认真地去设计,去学习。
本次课程设计的是基于频率法的迟后校正器理论设计,它不仅要求我们掌握用频率特性法分析自动控制系统动态特性的方法,而且要明白串联迟后校正装置对系统的校正作用,还有就是通过设计给定系统的迟后校正环节,并用仿真验证和实验验证校正环节的正确性。

已知单位反馈控制系统的开环传递函数为:

其中
设计迟后校正装置,使校正后系统满足:,
3 基于频率法的迟后校正器理论设计
由于单位反馈系统的开环传递函数是:
要求系统的静态速度误差系数,已知,已知一单位反馈系统的开环传递
由有如下计算:
故有,
超调量满足条件,由公式,
可得
由于未校正系统相位裕度不满足相位裕量的要求则在对数相频特性曲线上找这样一个频率点,要求在该频率处的开环频率特性的相角为
此时对应的

满足题目要求所给的,因此作为校正后系剪切频率,即
通过计算则获得校正后的传递函数为:
所以
接下来用MATLAB求出系统校正前的幅值域度和相角裕度,并画出波特图:
在MATLAB中输入:
num=200;den=[,,1,0];[mag,phase,w]=bode(num,den);margin(mag,phase,w)
MATLAB得出的结果如下:
Transfer function:
Wcg= rad/s
相角裕度=--
Wcp=
增益裕度=-
运算得出的伯德图如图1
由图可以看出相角裕度小于零,系统不稳定,需要串联一个滞后校正环节进
行校正,使系统趋于稳定。
图1 校正前的频率伯德图
;
应用MATLAB进行验正校正后的伯德图
输入的程序为:
z=[-];p=[0,-5,-50,-],k=1;[num1,den1]=zp2tf(z,p,k);[mag,phase,w]=bode(num1,den1);margin(mag,phase,w)
所以由MATLAB得到校正后系统的伯德图如图2
图2 校正后的频率伯德图
校正后系统的相位裕量为:满足相位裕量的要求,
为了更清晰的比较认识校正前与校正后的伯德图,将校正后的图跟校正前的图合在一起画出来;
其运用的程序为;
Go=zpk([],[0-5-50],200);
bode(Go)
hold on
margin(Go)
Gc=tf([ 1],[ 1]);
bode(Gc)
margin(Gc)
G=Go*Gc;
bode(G)
margin(G
所以由MATLAB得到校正系统的伯德图如图3
图3 校正前与校正后的比较频率伯德图

根据控制系统模拟电路图在SIMULINK环境中构建模拟系统进行仿真实验。模拟系统原理图如图4所示
图4 仿真连接

图5 校正后阶跃响应曲线

通过本次课程设计,使认识到超前校正的目的是改善系统的动态性能,实现在系统静态性能不受损的前提下,提高系统的动态性能。通过加入超前校正环节,利用其相位超前特性来增大系统的相位裕度,改变系统的开环频率特性。一般使校正环节的最大相位超前角出现在系统新的穿越频率点,利用超前校正装置的相角超前特性去增大系统的相角裕度。因此,只要正确地将校正装置的交接频率1/αT和1/T 选在待校正系统穿越频率的两旁,并适当选择参数α和T,就可以使已校正系统的穿越频率和相角裕度满足性能指标的要求,从而改善闭环系统的动态性能,而闭环系统的稳态性能,可以通过选择已校正系统的开环增益来保证。
除过超前校正,还有迟后校正,超前—迟后校正,反馈校正和复合校正等,他们都要根据实际情情况而定。校正前系统阶跃响应的超调很大,相角裕量很小;校正后系统阶跃响应的超调大大减小,响应速度加快,相角裕量增大
用频率响应法的迟后校正能提高系统开环放大系数,而校正后的相角裕度和剪切频率基本相同,这样在保持其动态性能基本不变的同时来提高其稳态精度。

通过这次课程设计,使我更具体的了解到串联迟后校正环节对系统稳定性及过渡过程的影响。同时,在设计的过程中,遇到