要求校正後系統相角裕度截止頻率試設計串聯超前校正裝置

⑴ 給定固有部分的傳遞函數 Gg（s）和性能指標要求，試設計串聯校正裝置K（s），並比較它們的作用效果。

標准作業題，你看課本，對照例題就可以完成了。
繪制原系統的bode圖後版會發現，原系統幅權頻是以-40db/dec穿越0分貝線,並且截止頻率是31左右。
所以用超前校正就可以了。
按超前校正的設計步驟，仿照例題一步步的繪和算，沒有拐彎的地方，不用擔心。
最後比較效果，就是校驗一下相角裕度、幅值裕度和截止頻率。

希望我的回答，對你掌握這章的知識有點幫助。

⑵ 如何根據系統原有性能和校正後的性能指標來選擇串聯校正裝置的類型

根據系統原有性能和校正後的性能指標來選擇串聯校正裝置的類型：

根據波特圖判斷截止頻率、相角裕度是否符合要求，還要判斷截止頻率出的波特圖斜率是否為20db/dec。

找出原系統的不足之處後，開始校正。判斷是選擇滯後校正、超前校正還是選擇PID校正，選好校正方式後，求出校正系統（控制系統）的傳遞函數，要使得此傳遞函數的波特圖與原開環傳遞函數的波特圖相加為理想的系統。之後重新判斷一下是否符合要求即可。

校正方式

按校正裝置在控制系統中的連接方式，校正方式可分為串聯校正和並聯校正。如果校正裝置（傳遞函數用Gc（s）表示）和系統不可變動部分（其傳遞函數用G0（s）表示）按串聯方式相連接，即稱為串聯校正。如果校正裝置連接在系統的一個反饋迴路內，則稱為並聯校正或反饋校正。G1（s）和G2（s）分別表示系統不可變動部分中各部件的傳遞函數。

⑶ 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

⑷ 已知單位負反饋系統的開環傳遞函數 ， 試用頻率法設計串聯超前校正裝置，使系統的相位裕度 ，靜態速度誤差

s=tf('s'); %生成拉普拉斯變數s
G=10/(s*(s+1)); %生成開環傳遞函數
[mag,phase,w]=bode(G); %獲取對數頻率特性上每個頻率w對應的幅值和相位角
[Gm,Pm]=margin(G); %計算開環傳遞函數的幅值裕量和相位裕量
DPm=45; %期望的相位裕量
MPm=DPm-Pm+5; %校正網路需提供的最大相位超前
MPm=MPm*pi/180; %轉換為弧度表示的角度
a=(1+sin(MPm))/(1-sin(MPm)); %計算超前校正的分度系數
adb=20*log10(mag); %計算開環傳遞函數對應不同頻率的對數幅值
am=10*log10(a); %計算校正網路在校正後的剪切角度頻率處提供的對數幅值
wc=sphine(adb,w,-am); %利用線性插值函數求取對應-am處的頻率，即為校正後的 %剪切頻率wc
T=1/(wc*sqrt(a)); %求時間常數
at=a*T;
Gc=tf([at 1],[T 1]); %獲取控制器的傳遞函數
Gh=Gc*G;
figure,margin(Gh); %繪制校正後系統的Bode圖
grid

⑸ 串聯超前校正設計能實現了什麼功能 求詳細解答（廢話的別說）

串聯超前校正是將超前網路的最大超前角在校正後系統開環頻率特性的截止頻率處，提高校正後系統的相角裕度和截止頻率，從而改善系統的動態性能。

⑹ 什麼是超前校正裝和滯後校正裝置

超前校正裝置：是一種利用控制系統中的超前校正方法的裝置，使用時需要獲得校正指標，一般用電阻和電容就可連接而成。

滯後校正裝置：具有滯後相位特性的校正裝置叫滯後校正裝置，又稱之為積分校正裝置。滯後校正對系統中高頻噪音有削弱作用，增強抗干擾能力。

利用滯後校正的這一低通濾波所造成的高頻衰減特性，降低系統的截止頻率（也稱穿越頻率），提高系統的相位裕度，以減小系統的超調量，改善系統的穩定性，這是滯後校正的作用之一。

為了避免滯後環節的負相位對相位裕度影響，應盡量使網路的最大滯後相位遠離系統的截止頻率。其目的是保持未校正系統在要求的開環剪切頻率附近的相頻特性曲線基本不變。由此可知選擇滯後校正環節零極點的准則就是，使零極點盡量遠小於截止頻率，以降低相角滯後所帶來的影響。

(6)要求校正後系統相角裕度截止頻率試設計串聯超前校正裝置擴展閱讀：

滯後校正對系統的影響和限制

一、影響：

1、改善了系統的相位裕量和增益裕量，提高了系統的相對穩定性；

2、減小了系統的最大超調量，但上升時間等增大；

3、本身對系統的穩態誤差沒有影響，但由於對中高頻段幅值的衰減，所以可以提高低頻段的幅值，提高穩態性能。

二、限制：

當系統在低頻段相頻特性上找不到滿足系統相位裕量點時，不能用相位滯後校正。

參考資料來源：網路-超前校正裝置

參考資料來源：網路-滯後校正

⑺ 自動控制原理 串聯超前校正 答案為(0.02056s+1)/(0.002044s+1) 請詳細解答

LZ,這種題目其實沒有固定的答案，因為給的穩定裕度要求是一個范圍。（如果給定矯正後的截止頻率，那麼答案可以是固定的，可是這題沒給矯正後的截止頻率，這樣就增加了難度）
先根據穩態誤差的要求確定K0，這很簡單，過程省略，得K0=1000
然後計算原系統的截止頻率和相角裕度，結果是原系統截止頻率wc=100rad/s，相角裕度r=0度（很巧，看得出是出題者為了簡化計算故意設的）。過程也不寫了，就是畫原系統的伯德圖。
因為沒有給定矯正後的截止頻率，所以我自己試。用相角超前矯正，截止頻率會變大。我試了好幾次，最後取矯正後的截止頻率wc''=170rad/s，可以滿足要求。把170rad/s帶入原系統的頻率特性，得L(wc'')=-9.3567dB，取超前矯正器的最大超前角wm=wc''=170rad/s，然後計算相應的超前矯正器參數。
10lga=-L(wc'')=9.3567，算得a=8.623
T=1/（wm*根號a）=0.0020031,算出a和T，矯正器參數就定了
矯正器傳遞函數Gc（s）=(1+0.0172731s)/(1+0.0020031s)
校正後系統的相角裕度r=46.2度，滿足題目要求。

⑻ 電氣工程及其自動化的自動控制原理的課程設計緊急求助！！！

這種課程設計，用matlab，最多1小時搞定，自己做吧。
要是有不清楚的問問還行，誰沒事做這么多