自动控制原理答辩报告.pptx
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自动控制原理答辩报告.pptx
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系统分析与校正系统分析与校正组员:
组员:
谭堃谭堃田斌田斌努尔夏提努尔夏提张雪程张雪程自动控制原理研究性教学项目分工项目分工谭堃:
选题,matlab程序设计田斌努尔夏提:
实验报告的编写实验的总体与过程分析张雪程:
实验报告PPT的制作主要任务主要任务单位负反馈随动系统固有部分的传递函数为G(s)=4K/s(s+2)1.分析闭环系统是否稳定2.分析系统暂态响应3、设计系统的串联校正装置,使系统达到下列指标:
(1)静态速度误差系数Kv20s-1;
(2)相位裕量50(3)幅值裕量Kg10dB。
主要任务主要任务4、给出校正装置的传递函数。
5、分别画出校正前,校正后和校正装置的幅频特性图。
计算校正后系统的穿越频率c、相位裕量。
6、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图,并进行分析。
理论分析理论分析确定K值Kv=limsWk=2k=20所以K=10G(s)=40/s(s+2)GG(ss)的根轨迹与伯德图:
)的根轨迹与伯德图:
系统暂态响应曲线系统暂态响应曲线系统的的调节时间较长,超调量过大。
上升时间tr=1.8s峰值时间tp=0.5s调节时间ts=3.7s超调量Mp=60.46%穿越频率与穿越频率与相位裕量相位裕量由A(wc)=20/wc(1+(wc/2)2=1;得wc6.32;(wc)=180+(wc)=90-72.4=17.6可见相位裕量并不满足要求,为不影响低频段特性和改善暂态响应性能,采用串联引前微分校正。
设计串联微分校正装置设计串联微分校正装置Wc(s)=(Tds+1)/(Tds/d)+1);最大相位移为max=arcsin(rd-1)/(rd+1)根据系统相位裕量(wc)50的要求,微分矫正环节最大相位移为max50-17.6=32.4考虑WcWc,故max将更大些,取max=40,即有Sin40=(d-1)/(d+1)=0.64解得d=4.6设校正后的系统穿越频率Wc为矫正装置两交接频率w1与w2的几何中点。
即Wc=w1w2=w1rd若认为Wc/w11,Wc/w21,则得A(wc)=120wc/(wc2/2)设计串联微分校正装置设计串联微分校正装置设计串联微分校正装置设计串联微分校正装置解得w14.32;w219.87;wc9.26。
所以校正装置的传递函数为Wc(s)=(s/4.32+1)/(s/19.87)+1);验算校正后系统指标Wk(s)=20(s/4.32+1)/s(s/2+1)(s/19.87+1)同理,代入数值得校正装置的相位裕量为(wc)=52.4时域分析:
时域分析:
上升时间tr=0.2s峰值时间tp=0.3s调节时间ts=0.6s超调量Mp=15.88%系统的暂态响应与校正前相比有较大改善。
该系统依然稳定,而且反应更加快速。
上升时间tr=1.8s峰值时间tp=0.5s调节时间ts=3.7s超调量Mp=60.46%根轨迹:
根轨迹:
频域分析频域分析BodeBode图图频域分析:
频域分析:
NyquistNyquist图图总结总结在此次设计过程中遇到了很多问题,也接触到了很多以前不知道的知识,特别是之前很少接触过MATLAB软件,这让本次设计一度陷入停滞阶段。
后来在图书馆和网络上查阅了大量的相关书籍,并在同学的细心指导下安装了MATLAB软件并学习其使用方法,从而使问题一步步得到了解决,最终成功的完成了此次研究性学习。
谢谢!
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