二階控制系統校正裝置設計與模擬

A. 二階系統與三階系統校正裝置工程設計的依據是

二階的依據是讓阻尼系數等於0.707為設計依據

B. 控制系統校正方法的基本方法

常用的基本方法有根軌跡法和頻率響應法兩種。
①軌跡法設計校正裝置當性能指標以時間域量值（超調量、上升時間、過渡過程時間等）給出時，採用根軌跡法進行設計一般較為有效。設計時，先根據性能指標，在s的復數平面上,確定出閉環主導極點對的位置。隨後，畫出未加校正時系統的根軌跡圖，用它來確定只調整系統增益值能否產生閉環主導極點對。如果這樣做達不到目的，就需要引入適當的校正裝置。校正裝置的類型和參數，根據根軌跡在閉環主導極點對附近的形態進行選取和計算確定。一旦校正裝置決定後，就可畫出校正後系統的根軌跡圖，以確定除主導極點對以外的其他閉環極點。當其他閉環極點對系統過渡過程性能只產生很小影響時，可認為設計已完成，否則還須修正設計。
②用頻率響應法設計校正裝置在採用頻率響應法進行設計時,常選擇頻率域的性能如相角裕量、增益裕量、帶寬等作為設計指標。如果給定性能指標為時間域的形式，則應先化成等價的頻率域形式。通常，設計是在波德圖上進行的。在波德圖上，先畫出滿足性能指標的期望對數幅值特性曲線，它由三個部分組成：低頻段用以表徵閉環系統應具有的穩態精度；中頻段表徵閉環系統的相對穩定性如相角裕量和增益裕量等，它是期望對數幅值特性中的主要部分；高頻段表徵系統的復雜性。然後，在同一波德圖上，再畫出系統不可變動部分的對數幅值特性曲線，它是根據其傳遞函數來作出的。所需串聯校正裝置的特性曲線即可由這兩條特性曲線之差求出，在經過適當的簡化後可定出校正裝置的類型和參數值。
不論是採用根軌跡法還是頻率響應法，設計中常常有一個反復的修正過程，其中設計者的經驗起著重要的作用。設計的結果也往往不是唯一的，需要結合性能、成本、體積等方面的考慮，選擇一種合理的方案。
在控制系統校正裝置的設計中，有時也採用巴特沃思極點配置法。採用這種方法時，把校正後控制系統的閉環傳遞函數取為如下期望形式：
上式的特點是：G(s)的分子為1,不包含零點；G(s)的分母為零的代數方程Bn(s)=0的根（即G(s)的極點）均勻地分布在 s的復數平面上以原點為圓心的左半單位圓上。圖2畫出的是n=1，2，3，4的情況。按巴特沃思法設計時，可先選擇校正裝置的類型，使校正後控制系統的傳遞函數中只有極點而無零點，然後進一步將其變換為上面列出的巴特沃思標准形，再通過簡單的計算來定出校正裝置的參數值。

C. 怎樣用simulink模擬二階系統

你說的是在Simulink下模擬PI調節器嘛？如果是，Simulink庫中有Saturation元件控制方案的研究設計 串級調節系統是改善大慣性、純滯後系統調節質量的最有效

D. 控制系統校正方法的並聯校正裝置

並聯校正主要用於機械量的控制系統，如位置控制系統、速度控制系統等。最常用的並聯校正是速度反饋校正。它的作用是產生與輸出變數的導數成正比的校正信號，以改善系統的過渡過程性能，如減小超調量、縮短過渡過程時間、提高快速性等，同時使校正後的系統保持原有穩態精度。用來作為速度反饋校正裝置的部件主要有測速發電機、速度陀螺等。

E. 急求matlab,一個二階系統為1/(s^2+0.5s+1)系統校正為一個加零點的系統,也就是s+1/(s^2+0.5s+1)模擬結果

暈，這么簡單的題還要找人幫做啊

s=tf('s');
G=1/(s^2+0.5*s+1)
G1=(s+1)/(s^2+0.5*s+1)
step(G,G1)
legend('原系統','加零點的系統')

F. 控制系統模擬的方法有哪些

數學模擬
也稱計算機模擬，就是在計算機上實現描寫系統物理過程的數學模型，並在這個模型上對系統進行定量的研究和實驗。這種模擬方法常用於系統的方案設計階段和某些不適合做實物模擬的場合（包括某些故障模式）。它的特點是重復性好、精度高、靈活性大、使用方便、成本較低、可以是實時的、也可以是非實時的。數學模擬的逼真度和精度取決於模擬計算機的精度和數學模型的正確性與精確性。數學模擬可採用模擬計算機、數字計算機和數字-模擬混合計算機。

半物理模擬
採用部分物理模型和部分數學模型的模擬。其中物理模型採用控制系統中的實物，系統本身的動態過程則採用數學模型。半物理模擬系統通常由滿足實時性要求的模擬計算機、運動模擬器（一般採用三軸機械轉台）、目標模擬器、控制台和部分實物組成。控制系統電子裝置和敏感器安放在轉台上。 半物理模擬的逼真度較高，所以常用來驗證控制系統方案的正確性和可行性，進行故障模式的模擬以及對各研製階段的控制系統進行閉路動態驗收試驗。此外，用航天模擬器來訓練航天員和用飛行模擬器來訓練飛行員也屬於半物理模擬性質，後者更著重於視景模擬和人機關系。以模擬計算機實現系統模型和以航天器計算機或控制系統電子線路為實物的閉路試驗，也可認為是半物理模擬，這種模擬重點在於檢驗控制計算機軟體的正確性或研究控制方式中某些功能和參數。 半物理模擬的逼真度取決於接入的實物部件的多寡、模擬計算機的速度、精度和功能，轉台和各目標模擬器的性能。通常對三軸機械轉台的要求是精度高、轉動范圍大、動態響應快和框架布置不妨礙光學敏感器的視場。半物理模擬技術是現代控制系統模擬技術的發展重點。

全物理模擬
全部採用物理模型的模擬，又稱實物模擬。例如航天器的動態過程用氣浮台(單軸或三軸)的運動來代替，控制系統採用實物。因為實物是安放在氣浮台上的，這種方法很適合於研究具有角動量存貯裝置的航天器姿態控制系統的三軸耦合，以及研究控制系統與其他分系統在力學上的動態關系。在對航天器姿態控制系統進行全物理模擬時，安裝在氣浮台上的實物應包括姿態敏感器（見航天器姿態敏感器）、控制器執行機構（見航天器姿態控制執行機構）和遙測遙控裝置和有關的分系統。目標模擬器、環境模擬器和操作控制台均設置在地面上。航天器在空間的運動是由氣浮台來模擬的，所以全物理模擬的逼真度和精度主要取決於氣浮台的性能。對氣浮台的要求是空氣軸承的摩擦力矩和渦流力矩小，垂直負載能力和橫向剛度大，氣浮台動、靜平衡好。全物理模擬技術復雜，一般只在必要時才採用。

G. 自動控制原理課程設計：細菌總數控制系統校正裝置設計

聯系我拿一份

H. 自動控制原理課程設計 設計題目： 串聯滯後校正裝置的設計

一、理論分析設計
1、確定原系統數學模型；
當開關S斷開時，求原模擬電路的開環傳遞函數個G(s)。
c)；(c、2、繪制原系統對數頻率特性，確定原系統性能：
3、確定校正裝置傳遞函數Gc(s)，並驗算設計結果；
設超前校正裝置傳遞函數為：
，rd>1
)，則：c處的對數幅值為L(cm，原系統在=c若校正後系統的截止頻率

由此得：

由 ，得時間常數T為：

4、在同一坐標系裡，繪制校正前、後、校正裝置對數頻率特性；
二、Matlab模擬設計（串聯超前校正模擬設計過程）
注意：下述模擬設計過程僅供參考，本設計與此有所不同。

利用Matlab進行模擬設計（校正），就是藉助Matlab相關語句進行上述運算，完成以下任務：①確定校正裝置；②繪制校正前、後、校正裝置對數頻率特性；③確定校正後性能指標。從而達到利用Matlab輔助分析設計的目的。
例：已知單位反饋線性系統開環傳遞函數為：

≥450，幅值裕量h≥10dB，利用Matlab進行串聯超前校正。≥7.5弧度/秒，相位裕量c要求系統在單位斜坡輸入信號作用時，開環截止頻率
c)]、幅值裕量Gm(1、繪制原系統對數頻率特性，並求原系統幅值穿越頻率wc、相位穿越頻率wj、相位裕量Pm[即
num=[20];
den=[1,1,0];
G=tf(num,den); %求原系統傳遞函數
bode(G); %繪制原系統對數頻率特性
margin(G); %求原系統相位裕度、幅值裕度、截止頻率
[Gm,Pm,wj,wc]=margin(G);
grid; %繪制網格線（該條指令可有可無）
原系統伯德圖如圖1所示，其截止頻率、相位裕量、幅值裕量從圖中可見。另外，在MATLAB Workspace下，也可得到此值。由於截止頻率和相位裕量都小於要求值，故採用串聯超前校正較為合適。

圖1 校正前系統伯德圖
2、求校正裝置Gc(s)（即Gc）傳遞函數
L=20*log10(20/(7.5*sqrt(7.5^2+1))); =7.5處的對數幅值Lc%求原系統在
rd=10^(-L/10); %求校正裝置參數rd
wc=7.5;
T= sqrt(rd)/wc; %求校正裝置參數T
numc=[T,1];
denc=[T/ rd,1];
Gc=tf(numc,denc); %求校正裝置傳遞函數Gc
(s)（即Ga）3、求校正後系統傳遞函數G
numa=conv(num,numc);
dena=conv(den,denc);
Ga=tf(numa,dena); %求校正後系統傳遞函數Ga
4、繪制校正後系統對數頻率特性，並與原系統及校正裝置頻率特性進行比較；
求校正後幅值穿越頻率wc、相位穿越頻率wj、相位裕量Pm、幅值裕量Gm。
bode(Ga); %繪制校正後系統對數頻率特性
hold on; %保留曲線，以便在同一坐標系內繪制其他特性
bode(G,':'); %繪制原系統對數頻率特性
hold on; %保留曲線，以便在同一坐標系內繪制其他特性
bode(Gc,'-.'); %繪制校正裝置對數頻率特性
margin(Ga); %求校正後系統相位裕度、幅值裕度、截止頻率
[Gm,Pm,wj,wc]=margin(Ga);
grid; %繪制網格線（該條指令可有可無）
校正前、後及校正裝置伯德圖如圖2所示，從圖中可見其：截止頻率wc=7.5；
)，校正後各項性能指標均達到要求。相位裕量Pm=58.80；幅值裕量Gm=inf dB(即
從MATLAB Workspace空間可知校正裝置參數：rd=8.0508，T=0.37832，校正裝置傳遞函數為 。

圖2 校正前、後、校正裝置伯德圖
三、Simulink模擬分析（求校正前、後系統單位階躍響應）
注意：下述模擬過程僅供參考，本設計與此有所不同。

線性控制系統校正過程不僅可以利用Matlab語句編程實現，而且也可以利用Matlab-Simulink工具箱構建模擬模型，分析系統校正前、後單位階躍響應特性。
1、原系統單位階躍響應
原系統模擬模型如圖3所示。

圖3 原系統模擬模型
系統運行後，其輸出階躍響應如圖4所示。

圖4 原系統階躍向應曲線
2、校正後系統單位階躍響應
校正後系統模擬模型如圖5所示。

圖5 校正後系統模擬模型
系統運行後，其輸出階躍響應如圖6所示。

圖6 校正後系統階躍向應曲線
3、校正前、後系統單位階躍響應比較
模擬模型如圖7所示。

圖7 校正前、後系統模擬模型
系統運行後，其輸出階躍響應如圖8所示。

圖8 校正前、後系統階躍響應曲線
四、確定有源超前校正網路參數R、C值
有源超前校正裝置如圖9所示。

圖9 有源超前校正網路

當放大器的放大倍數很大時，該網路傳遞函數為：
（1）
其中 ， ， ，「-」號表示反向輸入端。
該網路具有相位超前特性，當Kc=1時，其對數頻率特性近似於無源超前校正網路的對數頻率特性。
根據前述計算的校正裝置傳遞函數Gc(s)，與（1）式比較，即可確定R4、C值，即設計任務書中要求的R、C值。
注意：下述計算僅供參考，本設計與此計算結果不同。

如：由設計任務書得知：R1=100K，R2=R3=50K，顯然
令
T=R4C

I. 自動控制原理設計矯正裝置

自動控制原理的
最快的時間，
最理想的