自动控制原理课程设计。
目录。一、设计目的 2
二、设计内容 2
三、基于频率法的迟后校正器理论设计 2
四、电路模拟实现原理 6
五、思考题 7
六、心得体会 8
七、参考文献 8
连续定常系统的频率法迟后校正。
一、设计目的。
1.了解串联迟后校正环节对系统稳定性及过渡过程的影响；
2.掌握用频率特性法分析自动控制系统动态特性的方法；
3.掌握串联迟后校正装置的设计方法和参数调试技术；
4.掌握设计给定系统迟后校正环节的方法，并用**技术验证校正环节理论设计的正确性；
5.掌握设计给定系统迟后校正环节的方法，并模拟实验验证校正环节理论设计的正确性。
二、设计内容。
已知单位负反馈控制系统的开环传递函数为：
试用频率法设计串联迟后校正，使校正后的系统满足：，。
三、基于频率法的迟后校正器理论设计。
1.根据对静态速度误差系数的要求，确定系统的开环增益。
所以得出。则未校正系统的开环频率特性为。
未校正系统的框图：
r(sc(s)
2.绘制未校正系统的伯德图，如图1.1中go所示。由该图可见，未校正系统的剪切频率为2.98rad/s，相角裕量为-1.89deg，因此该系统不稳定。
3.为使校正后系统的相位裕量，取。
在未校正系统中求出值所对应的w。
解出，并选它作为校正后的剪切频率。
4.未校正系统在处所对应的幅值根据三角形解法有：
由此可得：于是有。
得。5.计算迟后校正装置的转折频率。
于是可以求得迟后校正装置的传递函数为：
其伯德图如图1.1中所示。
6.校正后系统的开环传递函数为：
对应的伯德图如图1.1中g所示。
校正后系统的框图：
r(s) c(s)
7.验证。由图1.1可见，校正后系统的相位裕量，。
均满足题目要求，故此校正方案是可行的。
校正系统的源程序如下：
> go=zpk(0,-1,-8],80);
> bode(go)
> hold on
> margin(go)
> gc=tf([1/0.09419,1],[1/0.008869,1]);
> bode(gc)
> margin(gc)
> g=go*gc;
> bode(g)
> margin(g)
校正前后系统的伯德图如下：
图1.1 迟后校正前后的伯德图。
四、电路模拟实现原理。
迟后校正前系统的模拟原理图为：
图1.2 迟后校正前系统模拟电路。
迟后校正后系统的模拟原理图为：
图1.3迟后校正后模拟电路
五、思考 1.迟后校正对改善系统性能有什么作用？在什么情况下不易采用迟后校正？
答：迟后校正的目的是在系统动态态性能不受损的前提下，改善系统的暂态性能。当加入迟后校正环节，即主要对系统低频段进行校正。
在以下两种情况下，可以考虑使用串联迟后校正装置。其一，当控制系统具有良好的动态性能，而其稳态误差较大时，通过对系统进行迟后校正，使校正后的系统既保持原有的动态性能，又使系统的开环增益有较大幅度的增加，以满足稳态精度的要求。其二，当需要提高系统的动态性能时，可采用串联超前校正但当未校正系统的相频特性曲线在剪切频率附近急剧下降，即使超前网络的ɑ值很小，系统的相角裕量仍达不到要求，而且校正后系统的剪切频率比未校正系统的剪切频率高且可能超出性能指标要求，致使超前校正无法满足要求时，可以采用串联迟后校正。
2.是否有其他形式的校正方案？
答：有串联超前校正、滞后-超前校正、反馈校正等校正方案。
3.迟后校正的原理是什么？
答：利用频率法对系统进行迟后校正是利用相位迟后校正网络改善系统暂态性能，主要是利用其高频幅值衰减特性，对系统的低频段进行校正，让原系统在满足动态性能的要求下，提高系统的稳态精度。
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