设计（**）题目。
频率法串联超前校正设计。
学院名称核技术与自动化工程学院。
专业名称电气工程及其自动化。
学生姓名。学生学号。
任课教师杨小峰。
设计（**）成绩。
教务处制。年月日。
填写说明。1、 专业名称填写为专业全称，有专业方向的用小括号标明；
2、 格式要求：格式要求：
1 用a4纸双面打印（封面双面打印）或在a4大小纸上用蓝黑色水笔书写。
2 打印排版：正文用宋体小四号，1.5倍行距，页边距采取默认形式（上下2.
54cm，左右2.54cm，页眉1.5cm，页脚1.
75cm）。字符间距为默认值（缩放100%，间距：标准）；页码用小五号字底端居中。
3 具体要求：
题目（二号黑体居中）；
摘要(“摘要”二字用小二号黑体居中，隔行书写摘要的文字部分，小4号宋体)；
关键词（隔行顶格书写“关键词”三字，提炼3-5个关键词，用分号隔开，小4号黑体)；
正文部分采用**标题；
第1章 ××小二号黑体居中，段前0.5行)
1.1 ××小三号黑体×××段前、段后0.5行）
1.1.1小四号黑体（段前、段后0.5行）
参考文献（黑体小二号居中，段前0.5行），参考文献用五号宋体，参照《参考文献著录规则（gb/t 7714－2005）》。
频率法串联超前校正设计。
一、实验目的。
1、对给定系统设计满足频域性能指标的串联校正装置。
2、掌握频率法串联有源和无源超前校正网络的设计方法。
3、掌握串联校正环节对系统稳定性及过渡过程的影响。
二、实验原理。
用频率法对系统进行超前校正的基本原理，是利用超前校正网络的相位超前特性来增大系统的相位裕量，以达到改善系统瞬态响应的目标。为此，要求校正网络最大的相位超前角出现在系统的截止频率（剪切频率）处。串联超前校正的特点：
主要对未校正系统中频段进行校正，使校正后中频段幅值的斜率为-20db/dec，且有足够大的相位裕度；超前校正会使系统瞬态响应的速度变快，校正后系统的截止频率增大。这表明校正后，系统的频带变宽，瞬态响应速度变快，相当于微分效应；但系统抗高频噪声的能力变差。
1、用频率法对系统进行串联超前校正的一般步骤为：
1）根据稳态误差的要求，确定开环增益k。
2）根据所确定的开环增益k，画出未校正系统的波特图，计算未校正系统的相位裕度。
3）计算超前网络参数a和t。
4）确定校正网络的转折频率。
5）画出校正后系统的波特图，验证已校正系统的相位裕度。
6）将原有开环增益增加倍，补偿超前网络产生的幅值衰减，确定校正网络组件的参数。
三、实验内容。
1、频率法有源超前校正装置设计。
例1、已知单位负反馈系统被控制对象的传递函数为：
试用频率法设计串联有源超前校正装置，使系统的相位裕度 ，静态速度误差系数。
clc;clear;
delta=2
s=tf('s');
g=1000/(s*(0.1*s+1)*(0.001*s+1
margin(g原系统bode图。
gm,pm]=margin(g)
phim1=50;
phim=phim1-pm+delta;
phim=phim*pi/180;
alfa=(1+sin(phim))/1-sin(phim));
a=10*log10(alfa);
mag,phase,w]=bode(g);
adb=20*log10(mag);
wm=spline(adb,w,-a);
t=1/(wm*sqrt(alfa));
gc=(1+alfa*t*s)/(1+t*s);
gmc,pmc]=margin(g*gc)
figure;
margin(g*gc矫正后bode
figure(1);
step(feedback(g,1矫正后01
figure(2);
step(feedback(g*gc,1矫正后02
结果显示：gm =
pm =
gmc =pmc =
分析：根据校正前后阶跃响应的曲线可知：校正后的系统满足动态性能指标以及频域性能指标。
校正后系统的频域性能指标kg=7.3983，γ=45.7404,校正装置的参数t=0.
0021和α=8.4066。
2、频率法无源超前校正装置设计。
例2、已知单位负反馈传递函数。
试设计无源串联超前校正网络的传递函数，使系统的静态加速度误差系数相角裕度 。
clc;clear;
delta=12
s=tf('s');
g=10/(s*s*(0.2*s+1
margin(g矫正前bode
gm,pm]=margin(g)
phim1=35;
phim=phim1-pm+delta;
phim=phim*pi/180;
alfa=(1+sin(phim))/1-sin(phim));
a=10*log10(alfa);
mag,phase,w]=bode(g);
adb=20*log10(mag);
wm=spline(adb,w,-a);
t=1/(wm*sqrt(alfa));
gc=(1+alfa*t*s)/(1+t*s);
gmc,pmc]=margin(g*gc)
figure;
margin(g*gc矫正后bode
figure(1);
step(feedback(g,1))
figure(2);
step(feedback(g*gc,1))
gm =infpm =
gmc =pmc =
四、实验能力要求。
1、熟练掌握频率法设计控制系统串联有源和无源超前校正网络的方法。
2、熟练使用matlab编程完成控制系统串联超前校正设计，掌握函数find ( 的作用，并灵活运用。
3、比较分析控制系统校正前后的各项性能指标，明确串联超前校正的作用。
4、了解串联超前校正环节对系统稳定性及过渡过程的影响。
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