校正环节在控制系统的作用

武汉理工大学《自动控制原理》课程设计说明书

目录

摘要 ................................................................................................................................................... 2 1．控制系统超前校正环节设计的任务.......................................................................................... 3

1.1.初始条件 ............................................................. 3 1.2要求完成的主要任务 ................................................... 3 2.超前校正环节设计方案 ........................................................................................

第六章 控制系统的综合与校正

6．1引 言

步进电机

控制器

气动卡盘

绕线电机

转子

电枢线

图6－1 自动绕线机

图6－1为一自动绕线机的原理图，当其正常工作时，要求绕线电机以较快的转速将电枢线绕到转子上，而由绕线电机及测速器构成的单位负反馈系统的开环传递函数为

G0?k0

s(0.1s?1)(0.2s?1)

其中，k0为开环增益。为了保证绕线速度，k0的取值不能太少，一般取k0?10。由此，可以画出绕线电机的Bode如图6－2所示，其相位裕度为???0.2?，不能满足系统稳定的要求。由于绕线电机及测速器的特性不可改变，所以只有通过设计适当的控制器来实现自动绕线机的正常工作。自动控制系统中控制器的设计又叫做系统的综合与校正。

20lgG0 20 dec -40dB/dec 0 1 5 .1 图6－2 绕线电机的Bode图

-20dB/710 ?

-60dB/dec

本章主要介绍控制系统的综合与校正。所谓综合或校正，就是在系统中不可变部分的基础上，加入一些元件（称校正元件），使系统满足要求的各项性能指标。一般情况下，控制系统的固有部分即不可变部分由已知的元件组成，因而其特性也是已知的。固有部分的参数除了增益以外，其余大多数

第六章 控制系统的综合与校正

6．1引 言

步进电机

控制器

气动卡盘

绕线电机

转子

电枢线

图6－1 自动绕线机

图6－1为一自动绕线机的原理图，当其正常工作时，要求绕线电机以较快的转速将电枢线绕到转子上，而由绕线电机及测速器构成的单位负反馈系统的开环传递函数为

G0?k0

s(0.1s?1)(0.2s?1)

其中，k0为开环增益。为了保证绕线速度，k0的取值不能太少，一般取k0?10。由此，可以画出绕线电机的Bode如图6－2所示，其相位裕度为???0.2?，不能满足系统稳定的要求。由于绕线电机及测速器的特性不可改变，所以只有通过设计适当的控制器来实现自动绕线机的正常工作。自动控制系统中控制器的设计又叫做系统的综合与校正。

20lgG0 20 dec -40dB/dec 0 1 5 .1 图6－2 绕线电机的Bode图

-20dB/710 ?

-60dB/dec

本章主要介绍控制系统的综合与校正。所谓综合或校正，就是在系统中不可变部分的基础上，加入一些元件（称校正元件），使系统满足要求的各项性能指标。一般情况下，控制系统的固有部分即不可变部分由已知的元件组成，因而其特性也是已知的。固有部分的参数除了增益以外，其余大多数

安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书

摘 要

控制系统校正属于系统设计环节，通过校正可以使系统的性能得到改善，从而使系统满足期望的性能指标。

本文主要研究线性定常系统的串联校正方法，包括串联超前校正、串联滞后校正和串联滞后超前校正。本文首先回顾了系统的时域性能指标和频域性能指标以及系统的校正方式，然后分别讨论了系统校正的根轨迹法和频率特性法。针对两种方法，分别给出了控制系统超前校正、滞后校正，滞后超前校正的理论依据、适用范围、校正步骤和相应的算法流程图，并针对各个校正方法编写了相应的MATLAB仿真程序，同时利用MATLAB的图形用户界面设计功能对控制系统校正进行了可视化界面设计，为每种校正方法设计了对应的GUI界面。针对每种方法给出具体实例验证了校正方法的有效性以及算法的正确性。

关键词： 串联校正，MATLAB，根轨迹法，频率特性法，GUI

····························· ·································································装订线I

安徽工业大学

控制系统

文章编号：１００８－０５７０（２００７）０２－１－００３２－０２

中文核心期刊《微计算机信息》（测控自动化）２００７年第２３卷第２－１期

SISOTOOL在自动控制系统校正中的应用

ＴｈｅＳＩＳＯＴＯＯＬＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎＣｏｒｒｅｃｔｏｒＤｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅＡｕｔｏｍａｔｉｃＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍ

（１．廊坊师范学院；２．北华航天工业学院；３．廊坊职业技术学院）甄景涛

１

马光

２

许友丽

３

ＺＨＥＮＪＩＮＧＴＡＯＭＡＧＵＡＮＧＸＵＹＯＵＬＩ

直观的方式摘要：本文介绍了ＳＩＳＯ系统图形交互式设计工具ＳＩＳＯＴＯＯＬ，并以小功率角度跟踪位置随动系统为例，用简洁、

设计出校正装置，给出仿真曲线和相应的时域、频域性能指标，对自动控制系统的设计有一定的参考意义。关键词：ＳＩＳＯ设计工具；位置随动系统；ＭＡＴＬＡＢ中图分类号：ＴＰ１５文献标识码：Ｂ

技术创新

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩｎｔｒｏｄｕｃｅＳＩＳＯＴＯＯＬ，ｔａｋｉｎｇｔｈｅｓｍａｌｌｐｏｗｅｒａｎｇｌｅ－ｔｒａｃｅｓｙｓｔｅｍａｓａｎｅｘａｍｐｌｅ，ａｋｉｎｄｓｏｆｃｏｒｒｅｃｔｏｒｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅａｕｔｏｍａｔ－ｉｃｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅ

基于matlab的控制系统超前校正应用第 1 页 共 11 页 学 号 成绩：

评语：

信息学院

Matlab期末论文

题目：基于matlab的控制系统超前校正应用

作 者 罗诗雨 班 级 自动08-1BF 班 系 别 信息学院 专 业 自动化 完成时间 2011-6-12

信息学院08自动化 罗诗雨 序号（40） 学号14082101445

基于matlab的控制系统超前校正应用第 2 页 共 11 页

目 录

一．引言.....................................................................................................................

第２５卷第３期

２０１０年６月

报

ＥＩ，ＥＣＴＲＩＣＰＯＷＥＲＪＯＵＲＮＡＩ。ＯＦ

电力学

Ｖ０１．２５Ｎｏ．３２０１０

Ｊｕｎ．

文章编号：１００５—６５４８（２０１０）０３—０２１８—０３

Ｍａｔｌａｂ在直流电机控制系统校正设计中的应用

臧

义，孙红鸽，曹

毅

（河南工业大学电气工程学院，郑州４５０００７）

要：给出了利用Ｍａｔｌａｂ单输入单输出设计工具（ＳＩＳＯＤｅｓｉｇｎＴ００１）设计控制器传递函数

摘

的方法。在建立了直流电机的数学模型后，根据系统的性能要求，使用ＳＩＳＯＤｅｓｉｇｎＴｏｏｌ设计了

电机系统的控制器，通过实时观察系统的阶跃响应由线确定控制器的传递函数，保证了系统设计的

正确性。

关键词：ＳＩＳＯ直流电机；控制系统；设计

中图分类号：ＴＰ３９１．９

文献标识码：Ａ

经典控制系统有频率法和根轨迹法两种基本设计方法。用这两种方法设计经典控制系统的过程可以看成是一种试凑和循环的过程，根据系统的性能指标要求，加入适当的控制器，反复调整控制器的参数直到系统满足要求为止［１’２］。采用Ｍａｔｌａｂ中的

ＳＩＳＯＤｅｓｉｇｎ

Ｔｏｏｌ即单输入单输出设计工具进行经

典控制系统设计，可以在调整控制器参数后，通过实时观察对象的阶跃响应曲线确定其传递函数，简化了设计过程口“］。本文以直

试用

实验一 控制系统典型环节的模拟实验

一、实验目的

1、掌握控制系统中各典型环节的电路模拟及其参数的测定方法。 2、测量典型环节的阶跃响应曲线，了解参数变化对环节输出性能的影响。

二、实验内容

1、对表一所示各典型环节的传递函数设计相应的模拟电路(参见表二)

试用

试用

2、测试各典型环节在单位阶跃信号作用下的输出响应。 3、改变各典型环节的相关参数，观测对输出响应的影响。

三、实验内容及步骤

1、观测比例、积分、比例积分、比例微分和惯性环节的阶跃响应曲线。 ①准备：使运放处于工作状态。

将信号发生器单元U1的ST端与+5V端用“短路块”短接，使模拟电路中的场效应管（3DJ6）夹断，这时运放处于工作状态。

②阶跃信号的产生：

电路可采用图1-1所示电路，它由“阶跃信号单元”（U3）及“给定单元”（U4）组成。

具体线路形成：在

U3单元中，将H1与+5V端用1号实验导线连接，H2端用1号实验导线接至U4单元的X端；在U4单元中，将Z端和GND端用1号实验导线连接，最后由插座的Y端输出信号。

以后实验若再用阶跃信号时，方法同上，不再赘述。 实验步骤：

①按表二中的各典型环节的模拟电路图将线接好(先接比例)。(PID先不接)

②将模拟电路输入端(Ui)与阶跃信号的输出端Y相连接

控制工程基础(第七章)

清华大学

第七章7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7

控制系统的性能分析与校正

系统的性能指标 系统的校正概述 串联校正 反馈校正 用频域法对控制系统进行设计与校正 典型机电反馈控制系统综合校正举例 确定PID参数的其它方法

第七章

控制系统的性能分析与校正

一、时域性能指标 评价控制系统优劣的性能指标，一般是根据 系统在典型输入下输出响应的某些特点统一规定 的。 常用的时域(阶跃响应、斜坡响应)指标 有： 最大超调量或最大百分比超调量 M p ; 调整时间 t s ; 峰值时间 t p ; 上升时间 t r ;

二、开环频域指标 c ——开环剪切频率(rad/s);

γ°——相位裕量；K g ——幅值裕量；KpKv

——静态位置误差系数；

——静态速度误差系数；

K a ——静态加速度误差系数。

三、闭环频域指标： r ——谐振角频率； Amax M M r ——相对谐振峰值， r A 0 ,当A(0) =1时，Amax 与 M r 在数值上相同； M ——复现频率，当频率超过，输出就不 能“复现”输入，所以，0~ M 表示复现低 频正弦输入信号的带宽，称为复现带宽，或 称为工作带宽； b

在水处理系统供水方面,由于采用传统的水箱供水等方式,同样也存在体积和投资大,液位变化大,运行效率低,电能损耗大,运行费用高等缺点。本设计正是从实际出发,用PLC统一控制与调度整个系统。设计大大简化整个系统的设备,提高系统的稳定性和集成度,提高控制精度和系统的可靠性,同时设有操作员／工程师站,实现人机界面(HMI)监测和控制,控制程序可随工艺流程改变,从而

V A

圈【术用鬟技应 l

P在水处理控制系统的应用 LC李嘉广东广州 500 13 0) (东省轻 T业高级技工学校广

摘

要：在水处理系统供水方面，由于采用传统的水箱供水等方式，同样也存在体积和投资大，液位变化大，运行效率低，电能损耗大，运行费用高等缺

点。本设计正是从实际出发，用P C L统一控制与调度整个系统。设计大大简化整个系统的设备，提高系统的稳定性和集成度，提高控制精度和系统的可靠性，同时设有操作员/工程师站，实现人机界面 (M )监测和控制，控制程序可随工艺流程改变，从而大大提高水处理过程的自动化程度。 HI 关键词： P C L;水处理；控制系统；H I M中图分类号：T 9 12文献标识码：A文章编号：1 7 -7 9 2 1 )0 2 1 6 2 U 9 6 1 5 7( 0