《自动控制系统课程设计》
焦作大学。自动控制系统课程设计。
学生学号：100101427
班级： 10114
学生姓名： 朱倩。
指导老师： 张琦。
日期 ：2012/6/5
机电工程学院。
目录。一设计任务与要求 3
二系统校正的基本方法与实现步骤 3
三已知对象性能指标分析 4
1 时域指标分析 4
2 频域指标分析 5
3 小结 6
四校正装置设计 6
1 校正装置的类型选择 6
2 校正装置的参数整定 7
3 校正装置设计与参数计算 7
五系统校验 8
1 时域指标分析 8
2 频域指标分析 9
3 小结 10
六结论与致谢 10
七参考文献 11
校正对象：已知单位负反馈系统，开环传递函数为：，设计校正装置，使系统满足：
1）相位稳定裕量。
2）最大超调量。
(3) 调整时间。
系统校正就是在自动控制系统的合适位置加入适当的装置，以改善和提高系统性能。按照校正装置在自动控制系统中的位置，可分为串联校正，反馈校正和顺馈补偿。
顺馈补偿方式不能独立使用，通常与其他方式同时使用而构成复合控制。顺馈补偿装置满足一定条件时，可以实现全补偿，但前提是系统模型是准确的，如果所建立的系统模型有较大误差，顺馈补偿的效果一般不佳。
反馈校正主要是针对系统中的敏感设备——其参数可能随外部环境条件发生变化，从而影响自动控制系统的性能——给敏感设备增加局部负反馈支路以提高系统的抗扰能力。由于负反馈本身的特性，反馈校正装置通常比较简单，只有比例（硬反馈）和微分（软反馈）两种类型。
串联校正是最基本也是最常用的校正方式，根据校正装置是否使用独立电源，可分为有源校正装置和无源校正装置；根据校正装置对系统频率特性的影响，可分为相位滞后、相位超前和相位滞后－超前校正装置；根据校正装置的运算功能，可分为比例（p）校正、比例微分（pd）校正、比例积分（pi）校正和比例积分微分（pid）校正装置。
固有传递函数：，其阶跃响应曲线如下图3-1所示。
图3-1由上图可得知：，系统其本上稳定，但其快速性不高。
系统固有部分的bodel图。
图3-2由上图知：其穿越频率 ，相位裕量大，系统稳定性好，也满足所给的条件：相位稳定裕量，故此系统稳定，但由于调整时间过长，导致此系统的稳定性相对较差。
运用根轨迹法求km与wm 的值，由图3-3知。
图3-3pid校正，其传递函数为式4-1）
由已知固有参数的根轨迹图3-3知：。根据下表1计算pid控制的相关参数。
表1将整定后的值代入（式4-1）中，则。
式4-2）校正后的传递函数。
校正后系统的bode图：
3 小结。比例环节的引入是为了及时成比例的反映控制系统的偏差信号，以最快的速度产生控制作用，使偏差向最小的方向变化，随着比例系数kp的增大，稳定误差逐渐减少，但同时动态稳定性变差，振荡比较严重，超调量增大。
积分环节的引入用与消除静差，即当闭环系统处于稳态时，则此时控制输也量和控制偏差量都保持在某一个常值上，积极作用的强弱取决于积分时间常数，越大，则积分作用越弱（），反之越强，随着减少，静差在减少，但过小的积分常数会加剧系统振荡，甚至使系统失去稳定。
微分环节的引入是为了改善系统的稳定性和动态响应速度，能反映偏差信号的变化趋势，并能在偏差信号值变太大之前，在系统引入一个有效的早期修正信号，从而加速系统的动态速度，减少调节时间。
值此**完成之际，我首先衷心感谢尊敬的导师。张老师对我的学习和研究工作给予了极大的关怀和帮助。正是由于他的严格要求和悉心指导，本文的研究工作才得以顺利完成。
张老师深厚广博的学识修养、严谨求实的治学态度、敏锐活跃的学术思想、崇高执著的敬业精神和平易近人的学者风范深刻影响和教育了我，严谨的治学精神和良好的科研方法给学生留下了深刻的印象，将是我毕生受益的宝贵财富。在此，对张老师表示最诚挚的谢意！谨向半年来为学生的成长和进步倾注了无数心血的老师表示衷心的谢意！
1】 孔凡才。自动控制原理与系统（第3版）. 机械工业出版社，2007.
2】 郑阿奇。matlab实用教程（第二版）.电子工业出版社，2008.
3】 李友善。自动控制原理，北京：国防工业出版社，1981.
4】 赖寿宏。 微型计算机控制技术，北京：机械工业出版社，1999.
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