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自动控制原理设计校正装置题

发布时间:2023-05-27 00:54:32

⑴ 求自动控制原理大神帮做一下T_T。

T=0.245,我也不知道算没算对,有答案么

方法是用角条件,把其他极点到λ1的角算完,得到点-1/T到λ1的角度是(2k+1)π+257.8°,要求的雹亏这个角是大于源旦神零小于180°,所以(2k+1)π是-180°,要求的这个角就是-180+257.8=77.8,然后带迟滑进去算,5/(-3+1/T)=tan77.8,T=0.245

⑵ 自动控制原理,系统的校正与综合

校正后系统截止频率处,幅值为0,该值是校正装置在校正后系统截止频率下的幅值与待校正系统在该频率下的幅值的叠加。这个公式就是根据这个得出的,其中20lgb就是校正装置的幅值。把公式改成和的形式好理解一些。

⑶ matlab自动控制原理问题

输入help feedback 就可以知道feedback(sys1,sys2,sign),其中sys1,sys2必须是传递函数,你上面的程序根本就没有传递函数。另外-1表示正反馈,1或者默认(不写)为负反馈。而且feedback返回的是传递函数,而不是一个分母,分子的矩阵,传递函数用tf()来给出。所以正确程序应该为:
clear
numg=[2];
deng=[1 0 0 0];
G=tf(numg,deng);
numh=[1 2 2];
denh=[1];
H=tf(numh,denh);
G1=feedback(G,H,1)%若为正反馈把1变为-1
运行结果为:
Transfer function:
2
---------------------
s^3 - 2 s^2 - 4 s - 4
正反馈的结果为:
Transfer function:
2
---------------------
s^3 + 2 s^2 + 4 s + 4

⑷ 自动控制原理中如何选用校正装置的类型

串联校正比并联校正简单。但是串联校正装置常有严重的增益衰减,因此采用串联校正往往同时需要引入附加放大器,以提高增益并起隔离作用。对于并联校正,信号总是从功率较高的点传输到功率较低的点,无须引入附加放大器,所需元件数目常比串联校正为少。在控制系统设计中采用哪种校正,常取决于校正要求、信号性质、系统各点功率、可选用的元件和经济性等因素。

⑸ 自控里要用校正装置校正系统时,怎样判断采用哪种校正装置最好

自控里要用校正装置校正系统时,怎样判断采用哪种校正装置最好?

常用的基本方法有根轨迹法和频率响应法两种。 ① 轨迹法设计校正装置 当效能指标以时间域量值(超调量、上升时间、过渡过程时间等)给出时,采用根轨迹法进行设计一般较为有效。设计时,先根据效能指标,在s的复数平面上,确定出闭环主导极点对的位置。随后,画出未加校正时系统的根轨迹图,用它来确定只调整系统增益值能否产生闭环主导极点对。如果这样做达不到目的,就需要引入适当的校正装置。校正装置的型别和引数,根据根轨迹在闭环主导极点对附近的形态进行选取和计算确定。一旦校正装置决定后,就可画出校正后系统的根轨迹图,以确定除主导极点对以外的其他闭环极点。当其他闭环极点对系统过渡过程效能只产生很小影响时,可认为设计已完成,否则还须修正设计。 ② 用频率响应法设计校正装置 在采用频率响应法进行设计时,常选择频率域的效能如相角裕量、增益裕量、频宽等作为设计指标。如果给定效能指标为时间域的形式,则应先化成等价的频率域形式。通常,设计是在波德图上进行的。在波德图上,先画出满足效能指标的期望对数幅值特性曲线,它由三个部分组成:低频段用以表征闭环系统应具有的稳态精度;中频段表征闭环系统的相对稳定性如相角裕量和增益裕量等,它是期望对数幅值特性中的主要部分;高频段表征系统的复杂性。然后,在同一波德图上,再画出系统不可变动部分的对数幅值特性曲线,它是根据其传递函式来作出的。所需串联校正装置的特性曲线即可由这两条特性曲线之差求出,在经过适当的简化后可定出校正装置的型别和引数值。 不论是采用根轨迹法还是频率响应法,设计中常常有一个反复的修正过程,其中设计者的经验起着重要的作用。设计的结果也往往不是唯一的,需要结合效能、成本、体积等方面的考虑,选择一种合理的方案。

超前校正装置和滞后校正装置各利用校正装置的什么特性对系统进行校正?

1.超前校正的目的是改善系统的动态效能,实现在系统静态效能不受损的前提下,提高系统的动态效能。通过加入超前校正环节,利用其相位超前特性来增大系统的相位裕度,改变系统的开环频率特性。一般使校正环节的最大相位超前角出现在系统新的穿越频率点。
2.滞后校正通过加入滞后校正环节,使系统的开环增益有较大幅度增加,同时又使校正后的系统动态指标保持原系统的良好状态。它利用滞后校正环节的低通滤波特性,在不影响校正后系统低频特性的情况下,使校正后系统中高频段增益降低,从而使其穿越频率前移,达到增加系统相位裕度的目的。
3.滞后-超前校正适用于对校正后系统的动态和静态效能有更多更高要求的场合。施加滞后-超前校正环节,主要是利用其超前部分增大系统的相位裕度,以改善系统的动态效能;利用其滞后部分改善系统的静态效能。

有源校正装置和无源校正装置的特点

无源校正网路:阻容元件优点:校正元件的特性比较稳定。缺点:由于输出阻抗较高而输入阻抗较低,要另加放大器并进行隔离,没有放大增益,只有衰减。有源校正

超前校正装置和滞后校正装置的传递函式有何不同?他们多利用校正装置的什么特性对系统进行校正?

超前校虚改正:Gc(s)=(a*Td*s+1)/(a*(Td*s+1)).其中a>1, a越大,校正作用越强
滞后校正:Gc(s)=(B*T*s+1)/(T*s+1),其中B<1
超前校正装置利用相角超前特性增大相角裕量,利用正斜率幅频特性提高幅穿拿让(截止)频率,从而改善暂态效能。应选择装置的最大超前角频率等于系统的幅穿频率。
滞后校正装置利用幅值衰减特性,使截止频率下降,从而增大稳定裕量,改善响应的平稳性,但快速性降低。

2. 除超前校正装置外,还有什么型别校正装置?它们的特点是什么?如何选用校正装置的

利用超前网路或PD控制器进行串联校正,超前校正装置。
利用滞后网路或PI控制器进行串联校正,滞后校正装置。

常用的电气校正装置

控制消誉局工程中用得最广的是电气校正装置,它不但可应用于电的控制系统, 而且通过将非电量讯号转换成电量讯号,还可应用于非电的控制系统。控制系统 的设计问题常常可以归结为设计适当型别和适当引数值的校正装置。校正装置可 以补偿系统不可变动部分(由控制物件、执行机构和量测部件组成的部分)在特 性上的缺陷,使校正后的控制系统能满足事先要求的效能指标。常用的效能指标 形式可以是时间域的指标,如上升时间、超调量、过渡过程时间等(见过渡过程), 也可以是频率域的指标,如相角裕量、增益裕量(见相对稳定性)、谐振峰值、 频宽(见频率响应)等。 常用的串联校正装置有超前校正、滞后校正、滞后-超前校正三种类型。 在许多情况下,它们都是由电阻、电容按不同方式连线成的一些四端网路。各类 校正装置的特性可用它们的传递函式来表示,此外也常采用频率响应的波德图来 表示。不同型别的校正装置对讯号产生不同的校正作用,以满足不同要求的控制 系统在改善特性上的需要。在工业控制系统如温度控制系统、流量控制系统中, 串联校正装置采用有源网路的形式,并且制成通用性的调节器,称为PID(比例 -积分-微分)调节器,它的校正作用与滞后-超前校正装置类同。 自动控制原理课程设计 第一章 课程设计的目的及题目 -2- 一、课程设计的目的及题目 1.1 课程设计的目的 1)掌握自动控制原理的时域分析法,根轨迹法,频域分析法,以及各种补 偿(校正)装置的作用及用法,能够利用不同的分析法对给定系统进行效能分 析,能根据不同的系统性能指标要求进行合理的系统设计,并除错满足系统的 指标。 2)学会使用MATLAB 语言及Simulink 动态模拟工具进行系统模拟与除错。 1.2 课程设计的题目 已知单位负反馈系统的开环传递函式 0 K ( ) ( 1 0 ) ( 6 0 ) G S S S S    ,试用频率法 设计串联超前——滞后校正装置,使(1)输入速度为 1 r ad s 时,稳态误差不大 于 1 126 rad 。(2)相位裕度 0 3 0   ,截止频率为 20 rad s 。(3)放大器的增益不 变。 自动控制原理课程设计 第二章 课程设计的任务及要求 -3- 二、课程设计的任务及要求 2.1 课程设计的任务 设计报告中,根据给定的效能指标选择合适的校正方式对原系统进行校正 (须写清楚校正过程),使其满足工作要求。然后利用MATLAB 对未校正系统和 校正后系统的效能进行比较分析,针对每一问题分析时应写出程式,输出结果图 和结论。最后还应写出心得体会与参考文献等。 2.2 课程设计的要求 1)首先,根据给定的效能指标选择合适的校正方式对原系统进行校正,使 其满足工作要求。要求程式执行的结果中有校正装置传递函式和校正后系统开环 传递函式,校正装置的引数T,  等的值。 2)利用MATLAB 函式求出校正前与校正后系统的特征根,并判断其系统是 否稳定,为什么? 3)利用MATLAB 作出系统校正前与校正后的单位脉冲响应曲线,单位阶跃 响应曲线,单位斜坡响应曲线,分析这三种曲线的关系。求出系统校正前与校正 后的动态效能指标σ%、tr、tp、ts 以及稳态误差的值,并分析其有何变化。 4)绘制系统校正前与校正后的根轨迹图,并求其分离点、汇合点及与虚轴 交点的座标和相应点的增益 K  值,得出系统稳定时增益 K  的变化范围。绘制系 统校正前与校正后的Nyquist 图,判断系统的稳定性,并说明理由。 5)绘制系统校正前与校正后的Bode 图,计算系统的幅值裕量,相位裕量, 幅值穿越频率和相位穿越频率。判断系统的稳定性,并说明理由。 自动控制原理课程设计

控制系统的校正装置可分为:

控制系统的校正装置可分为串联校正装置和反馈校正装置。

试设计一个串联校正装置

这可以参考自控原理中的解答过程啊

已知某串联校正装置的传递函式为(0.2s+1)/(2.0s+1),则它是什么校正装置。

楼主你好,对于分子分母均为一阶的校正装置,只有可能是很简单的超前或滞后校正.
所谓超前滞后,指的是校正装置带来的相角变化.
在Bode图中,两种校正装置两端斜率均为0dB/dec,只在中间斜率有不同
超前校正装置为0dB/dec→20dB/dec→0dB/dec
幅频曲线表现为横→斜率正→横,此时才可以带来正的相角
滞后校正装置则为0dB/dec→-20dB/dec→0dB/dec
幅频曲线表现为横→斜率负→横

两者均为分子分母1阶的传递函式,其差别仅在于是如何转折的
超前校正装置在第一个转折频率处,斜率从0变到20,也就是说,分子对应的w是第一个转折频率,也就是说在G(s)=(s/w1+1)/(s/w2+1)中,需要w1<w2.
而滞后校正装置则恰好相反

在本题中,G(s)=(s/5+1)/(s/0.5+1),很显然第一个转折频率是w=0.5,此环节位于分母上,会将幅频曲线往下拉,带来滞后的相角,因此为滞后校正装置

自控原理超前校正:求校正系统

时间响应指标,用根轨迹设计方法。
根据指标,按二阶系统求出阻尼比和wn,根轨迹应该过此点。
ts增加,因此用超前校正。
校正的具体引数求法,参考书上根轨迹超前校正设计方法

⑹ 求帮忙~~~自动控制原理的校正用根轨迹法怎么做啊 求例题 求步骤~~~

题目:某单位负反馈开环传递函数G(S)=1.06/S(S+1)(S+2),是用根轨迹法设计串联矫正,使静态速度误差系数为5s^(-1),并维持闭环主导极点不变。

准备知识:(1)增加开环极点可以使根轨迹右移(2)增加开环零点可以是根轨迹左移(3)开环偶极子的定义:开环系统中相聚很近(与其它零极点相比)的一对零极点,注意这个胡寿松书上的说法不是一样的,胡寿松的书上定义的是闭环偶极子(闭环零极点之间的距离比他们本身的模值小一个数量级),根轨迹校正用到的偶极子是开环偶极子,不能用胡寿松书上的定义,要不就没法做了(4)开环偶极子对根轨迹的影响:①开环偶极子远离原点,基本不改变根轨迹的形状,系统的稳定性和瞬态性能几乎不变②开环偶极子靠近原点,会较大的影响稳态性能,因为它能改变开环增益,我们知道增大开环增益可以减小稳态误差,具体有这样的关系:K’=[|z|/|p|]K K’是之后的开环增益,K是之前的增益,可见只要合理的调整零极点位置就可以增大开环增益,提高稳态性能,从这个表达式就可以看出来为什么不能用胡寿松书上定义闭环偶极子的方法来定义开环偶极子

根轨迹校正的步骤:(1)给定系统瞬态性能确定主导极点的位置(2)绘制未校正的系统根轨迹。若希望的主导极点不在根轨迹上,说明靠调整开环增益不能满足性能指标要求,需要适当校正装置来改造根轨迹,使其通过希望的主导极点(3)校正后的系统根轨迹通过希望的主导极点,还要检验相应的开环增益是否能满足要求。若不满足,可以在原点附近增加开环偶极子来调节开环增益,同时保持根轨迹仍通过希望的主导极点

好吧,我们来看看这个题:条件(1)G(S)=1.06/S(S+1)(S+2) (2)K’v=5(K’v是校正后的速度误差系数) (3) 维持闭环主导极点不变 ①Kv=limsG(s)=0.503<5 速度误差系数过小,我们可以通过增加开环偶极子的方法来增大开环增益,开环增益就等于Kv ②校正后开环增益是校正前增益的10倍 ③[|z|/|p|]=10就可以满足要求了 ④为了满足闭环主导极点不变这个原则,我们要使得增加的开环偶极子远离闭环主导极点,这个闭环主导极点可以算出来的 ⑤比如我取校正环节为s+0.05/s+0.005 这个我没具体计算是否合适,反正他们远离主导极点就OK了,而且还要靠近原点,因为我们用的就是这一点。 这个题目的要求还是比较宽松的,没有个给那么多的要求,相对来说简单一点,关于根轨迹校正这一块胡寿松上没讲,不过其本质还是超前,滞后校正。

⑺ 自动控制原理课程设计 设计题目: 串联滞后校正装置的设计

一、理论分析设计
1、确定原系统数学模型;
当开关S断开时,求原模拟电路的开环传递函数个G(s)。
c);(c、2、绘制原系统对数频率特性,确定原系统性能:
3、确定校正装置传递函数Gc(s),并验算设计结果;
设超前校正装置传递函数为:
,rd>1
),则:c处的对数幅值为L(cm,原系统在=c若校正后系统的截止频率

由此得:

由 ,得时间常数T为:

4、在同一坐标系里,绘制校正前、后、校正装置对数频率特性;
二、Matlab仿真设计(串联超前校正仿真设计过程)
注意:下述仿真设计过程仅供参考,本设计与此有所不同。

利用Matlab进行仿真设计(校正),就是借助Matlab相关语句进行上述运算,完成以下任务:①确定校正装置;②绘制校正前、后、校正装置对数频率特性;③确定校正后性能指标。从而达到利用Matlab辅助分析设计的目的。
例:已知单位反馈线性系统开环传递函数为:

≥450,幅值裕量h≥10dB,利用Matlab进行串联超前校正。≥7.5弧度/秒,相位裕量c要求系统在单位斜坡输入信号作用时,开环截止频率
c)]、幅值裕量Gm(1、绘制原系统对数频率特性,并求原系统幅值穿越频率wc、相位穿越频率wj、相位裕量Pm[即
num=[20];
den=[1,1,0];
G=tf(num,den); %求原系统传递函数
bode(G); %绘制原系统对数频率特性
margin(G); %求原系统相位裕度、幅值裕度、截止频率
[Gm,Pm,wj,wc]=margin(G);
grid; %绘制网格线(该条指令可有可无)
原系统伯德图如图1所示,其截止频率、相位裕量、幅值裕量从图中可见。另外,在MATLAB Workspace下,也可得到此值。由于截止频率和相位裕量都小于要求值,故采用串联超前校正较为合适。

图1 校正前系统伯德图
2、求校正装置Gc(s)(即Gc)传递函数
L=20*log10(20/(7.5*sqrt(7.5^2+1))); =7.5处的对数幅值Lc%求原系统在
rd=10^(-L/10); %求校正装置参数rd
wc=7.5;
T= sqrt(rd)/wc; %求校正装置参数T
numc=[T,1];
denc=[T/ rd,1];
Gc=tf(numc,denc); %求校正装置传递函数Gc
(s)(即Ga)3、求校正后系统传递函数G
numa=conv(num,numc);
dena=conv(den,denc);
Ga=tf(numa,dena); %求校正后系统传递函数Ga
4、绘制校正后系统对数频率特性,并与原系统及校正装置频率特性进行比较;
求校正后幅值穿越频率wc、相位穿越频率wj、相位裕量Pm、幅值裕量Gm。
bode(Ga); %绘制校正后系统对数频率特性
hold on; %保留曲线,以便在同一坐标系内绘制其他特性
bode(G,':'); %绘制原系统对数频率特性
hold on; %保留曲线,以便在同一坐标系内绘制其他特性
bode(Gc,'-.'); %绘制校正装置对数频率特性
margin(Ga); %求校正后系统相位裕度、幅值裕度、截止频率
[Gm,Pm,wj,wc]=margin(Ga);
grid; %绘制网格线(该条指令可有可无)
校正前、后及校正装置伯德图如图2所示,从图中可见其:截止频率wc=7.5;
),校正后各项性能指标均达到要求。相位裕量Pm=58.80;幅值裕量Gm=inf dB(即
从MATLAB Workspace空间可知校正装置参数:rd=8.0508,T=0.37832,校正装置传递函数为 。

图2 校正前、后、校正装置伯德图
三、Simulink仿真分析(求校正前、后系统单位阶跃响应)
注意:下述仿真过程仅供参考,本设计与此有所不同。

线性控制系统校正过程不仅可以利用Matlab语句编程实现,而且也可以利用Matlab-Simulink工具箱构建仿真模型,分析系统校正前、后单位阶跃响应特性。
1、原系统单位阶跃响应
原系统仿真模型如图3所示。

图3 原系统仿真模型
系统运行后,其输出阶跃响应如图4所示。

图4 原系统阶跃向应曲线
2、校正后系统单位阶跃响应
校正后系统仿真模型如图5所示。

图5 校正后系统仿真模型
系统运行后,其输出阶跃响应如图6所示。

图6 校正后系统阶跃向应曲线
3、校正前、后系统单位阶跃响应比较
仿真模型如图7所示。

图7 校正前、后系统仿真模型
系统运行后,其输出阶跃响应如图8所示。

图8 校正前、后系统阶跃响应曲线
四、确定有源超前校正网络参数R、C值
有源超前校正装置如图9所示。

图9 有源超前校正网络

当放大器的放大倍数很大时,该网络传递函数为:
(1)
其中 , , ,“-”号表示反向输入端。
该网络具有相位超前特性,当Kc=1时,其对数频率特性近似于无源超前校正网络的对数频率特性。
根据前述计算的校正装置传递函数Gc(s),与(1)式比较,即可确定R4、C值,即设计任务书中要求的R、C值。
注意:下述计算仅供参考,本设计与此计算结果不同。

如:由设计任务书得知:R1=100K,R2=R3=50K,显然

T=R4C

⑻ 试设计一个串联校正装置

这可以参考自控原理中的解答过程啊

⑼ 自动控制原理 超前校正

书上有很多类似的例题,我已经考过一年了,基本忘得差不多了,不过我感觉这个题不难的。好好看看

⑽ 自动控制原理 串联超前校正 答案为(0.02056s+1)/(0.002044s+1) 请详细解答

LZ,这种题目其实没有固定的答案,因为给的稳定裕度要求是一个范围。(如果给定矫正后的截止频率,那么答案可以是固定的,可是这题没给矫正后的截止频率,这样就增加了难度)
先根据稳态误差的要求确定K0,这很简单,过程省略,得K0=1000
然后计算原系统的截止频率和相角裕度,结果是原系统截止频率wc=100rad/s,相角裕度r=0度(很巧,看得出是出题者为了简化计算故意设的)。过程也不写了,就是画原系统的伯德图。
因为没有给定矫正后的截止频率,所以我自己试。用相角超前矫正,截止频率会变大。我试了好几次,最后取矫正后的截止频率wc''=170rad/s,可以满足要求。把170rad/s带入原系统的频率特性,得L(wc'')=-9.3567dB,取超前矫正器的最大超前角wm=wc''=170rad/s,然后计算相应的超前矫正器参数。
10lga=-L(wc'')=9.3567,算得a=8.623
T=1/(wm*根号a)=0.0020031,算出a和T,矫正器参数就定了
矫正器传递函数Gc(s)=(1+0.0172731s)/(1+0.0020031s)
校正后系统的相角裕度r=46.2度,满足题目要求。

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