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1、课程设计题 目：线性系统的滞后校正设计初始条件：已知一单位反馈系统的开环传递函数是要求校正后系统在单位斜坡输入作用下，系统的稳态误差为e/ 1%，相角裕度7 45。要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求以及说明书撰写等具体要求）（1）作出满足初始条件的K值的未校正系统伯德图，计算系统的幅值裕量和相位裕量。（2）在系统前向通路中插入一相位滞后校正装置，确定校正网络的传递函数，并用MATLAB画出已校正系统的伯德图，计算已校正系统的幅值裕量和相位裕量。（3）画出未校正和已校正系统的根轨迹。（4）用Matlab画出已校正系统的单位阶跃响应曲线、求出超调量、峰值时间、调节时间及稳态误差。
2、（5）课程设计说明书中要求写清楚计算分析的过程，列出MATLAB程序和MATLAB输出。说明书的格式按照教务处标准书写。时间安排：任务时间（天）指导老师下达任务书，审题、查阅相关资料2分析、计算2编写程序1撰写报告2论文答辩1指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要I1题目分析及解决方法11.1题目要求11.2要求分析11.3方案选择与设计12 Bode图滞后校正32.1相位滞后校正装置及原理错误！未定义书签。2.2 Bode图滞后校正设计方法32.3确定滞后网络的传递函数32.4已校正系统Bode图及分析43系统校正前后的根轨迹63.1待校正系统根轨迹及分析63.2已校正
3、系统根轨迹及分析64已校正系统单位阶跃响应曲线及性能指标8结束语错误！未定义书签。参考文献错误！未定义书签。本科生课程设计成绩评定表错误！未定义书签。摘要该课程设计的功能是完成一个二阶的单位反馈线性系统的滞后校正设计，是基于 MATLAB软件环境，利用Bode图滞后校正方法完成。设计结果通过校正前后系统的伯德 图、根轨迹的对比和已校正系统的单位阶跃响应曲线及其性能指标共同反映。结果显示， 滞后校正后的系统截止频率下降，相角裕度增大，提高了系统的稳态精度，又基本不改变 系统动态性能。关键词：线性系统滞后校正伯德图根轨迹响应曲线1题目分析及解决方法1.1题目要求已知一单位反馈系统的开环传递函数是要
4、求校正后系统在单位斜坡输入作用下，系统的稳态误差为e 45。1.2要求分析根据题目要求，首先由气 1%可计算K的取值范围，然后取一个满足条件的K值， 得到未校正系统开环传递函数，利用MATLAB软件画出待校正系统的Bode图，确定待校 正系统的截止频率3c、相角裕度Y和幅值裕度h(dB)。由此些参数并结合题目对系统截止 频率值要求不大的条件来选择合适的校正方式，选择校正方式后，便可以进行下一步解答。 1.3方案选择与设计由e 45， 幅值裕度为无穷大。由此可见，利用串联滞后校正后的系统的截止频率下降，但提高了相 角裕度。3系统校正前后的根轨迹3.1待校正系统根轨迹及分析用MATLAB软件进行根
5、轨迹的绘制，待校正系统根轨迹程序代码如下。clear all;num=1;den=0.04 1 0;sys=tf(num,den);rlocus(sys);title( ，根轨迹图，)；xlabel(实轴)；ylabel(虚轴);所对应的图形如图3-1所示。111.根轨迹图5 O5 O-30-25-20-15-10-505实轴(seconds1)图3-1待校正系统根轨迹分析：根轨迹全部分布在复平面的左半平面，闭环系统稳定。3.2已校正系统根轨迹及分析用MATLAB软件进行根轨迹的绘制，己校正系统根轨迹程序代码如下。clear all;num=0.494 1;den=0.07585 1.936
6、1 0; sys=tf（num,den）;rlocus（sys）;title（ ，根轨迹图，）；xlabel（实轴）；ylabel（虚轴）;所对应的图形如图3-2所示。根轨迹图-30-25-2D-15-10-505实轴(seconds-1)图3-2已校正系统根轨迹分析：根轨迹全部分布在复平面的左半平面，闭环系统稳定。4已校正系统单位阶跃响应曲线及性能指标用MATLAB画出己校正系统的单位阶跃响应曲线，程序代码如下。 clear all;Gk=tf(49.4 100,0.07585 1.936 1 0);G=feedback(Gk,1);step(G);对应的曲线如图4-1所示。Step Res
7、ponse0020.40.60.81121.4Time (seconds图4-1已校正系统单位阶跃响应曲线调节时间可由图4-2直接读出，调节时间为ts = 0. 497s(A = 2%)峰值时间可由图4-3直接读出，峰值时间为tp = 0.142s超调量可从图4-3得到，超调量为Q % = L 25 - 1 X 100% = 25%1Step Response1.41.21System: GTime (seconds): 0.497Amplitude: 1.02图4-2调节时间本科生课程设计成绩评定表姓 名性 别专业、班级课程设计题目：课程设计答辩或质疑记录：成绩评定依据：评定项目最高分限评分成绩1.选题合理、目的明确102.设计方案正确、具有可行性、创新性203.设计结果（例如：系统设计程序、仿真程序）204.态度认真、学习刻苦、遵守纪律155.设计报告的规范化、参考文献充分（不少于5篇）106.答辩25总分100最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）指导教师签字：
