1、自動(dòng)控制原理答案張晉格【篇一：超前校正控制器設(shè)計(jì)】txt題目:姓名：學(xué)號(hào)：姓名：學(xué)號(hào)：姓名：學(xué)號(hào)：2011年12月23日計(jì)算機(jī)控制課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)指導(dǎo)教師簽字：系（教研室）主任：2011年12月16日目錄一、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真1引言11.1設(shè)計(jì)步驟1 1.2控制器脈沖傳遞函數(shù)生成31.3控制器差分方程設(shè)計(jì) 6 二控制器電路設(shè)計(jì) 62.1元器件選型62.2控制器電路設(shè)計(jì) 6三、控制器算法實(shí)現(xiàn)93.1主程序流程圖9 3.2單片機(jī)程序c語(yǔ)言代碼10四、總結(jié)與體會(huì)12參考文擊卜獻(xiàn)13引言隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，出現(xiàn)了控制系統(tǒng)的計(jì)算工機(jī)輔助設(shè)計(jì)， 目前控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展已達(dá)到了相當(dāng)高的水

2、平。 并一直受到控制界的普遍重視matlab編程實(shí)現(xiàn)超前校正器的計(jì)算機(jī) 輔助設(shè)計(jì)，使得超前校正器的設(shè)計(jì)變得簡(jiǎn)單、容易，仿真實(shí)例驗(yàn)證 了該設(shè)計(jì)方法的有效性，大大提高了課程教學(xué)、解題作業(yè)、分析研 究的效率。應(yīng)用matlab設(shè)計(jì)仿真，protel繪圖以及單片機(jī)c語(yǔ)言編程，實(shí)現(xiàn) 設(shè)計(jì)超前校正控制器的設(shè)計(jì)。g0(s)?k設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為s(s?1)，采用模擬設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)超前校正數(shù)字控制器，使校正后的系統(tǒng)滿足如下指標(biāo):(1)當(dāng)r?t時(shí)，穩(wěn)態(tài)誤差不大于0.1； (2)開(kāi)環(huán)系統(tǒng)截止頻率？rad/s；(3)相角裕度?60oc?6; (4)幅值裕度h?10db。一、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真在頻域內(nèi)設(shè)計(jì)校正裝

3、置主要是通過(guò)開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性bode圖進(jìn)行 的。由于對(duì)系統(tǒng)性能可以歸結(jié)為對(duì)系統(tǒng)開(kāi)環(huán)頻率特性的要求，因此， 設(shè)計(jì)過(guò)程的實(shí)質(zhì)也可以理解為利用校正裝置對(duì)系統(tǒng)開(kāi)環(huán)bode圖進(jìn)行 整形或稱校正。超前校正的基本原理是利用校正裝置的相位超前特性去增大系統(tǒng)的 相位裕度。超前校正的作用在于提高系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性和響應(yīng)的快 速性。1.1設(shè)計(jì)步驟(1)根據(jù)給定穩(wěn)態(tài)誤差的要求，確定系統(tǒng)的開(kāi)懷增益k。 (2)根 據(jù)已確定的開(kāi)環(huán)增益k,求出相位裕度?0。(3)根據(jù)給定的相位裕度？，計(jì)算校正裝置所提供的相位超前量？。1(4)根據(jù)所確定的最大超前相角？m，求出相應(yīng)的？值。(5 )求校正裝置的時(shí)間常數(shù)t?(6)得到校正裝置傳遞函

4、數(shù)gc，總開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)g?gcg0 (7) 繪制校正前和校正后的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)bode圖如下 校正前后開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)bode圖同時(shí)由matlab程序可得g0.5679 s ? 1c?s?0.04891 s ? 1g?s?g?g8.519 s + 150?sc?s?004891s3?1049s2?smatlab源程序如下：ess=0.1; w_c=6; r=60; % 設(shè)計(jì)指標(biāo)2【篇二：buck變換器控制電路】真研究專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化班級(jí)：姓名：許雙學(xué)號(hào)：07121130時(shí)間：2010年12月12日一、引言 隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，要求開(kāi)關(guān)電源具有更高的效率、可 靠性、實(shí)用性。為了得到高性

5、能的開(kāi)關(guān)電源，本課題通過(guò)改進(jìn)控制 電路的控制方式，使開(kāi)關(guān)電源更穩(wěn)定響應(yīng)速度更快速。本文首先采 用傳統(tǒng)方法對(duì)buck變換器的主電路參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)與器件的選擇， 然后加入單零單級(jí)點(diǎn)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)以提高電路的輸出精度和動(dòng)態(tài)特性， 得到了該變換器的最優(yōu)化模型。二、設(shè)計(jì)指標(biāo)輸入直流電壓(vin)： 15v；輸出電壓(vo)： 5v；輸出電流(in)： 12a； 輸出電壓紋波(vrr)： 50mv；基準(zhǔn)電壓(vref)： 1.5v；開(kāi)關(guān)頻率(fs)： 100khz。滯環(huán)控制為pfm方式，不受此限制三、主電路參數(shù)計(jì)算(1)濾波電感和電容參數(shù)設(shè)計(jì)輸出紋波電壓只與電容c的大小及rc有關(guān)：rc?vrr?il?vrr0.

6、2in?50mv0.2?12a?20.8(m?)(1)雖然廠商很少給出電解電容的rc,但c與rc的乘積趨于常數(shù)，約為5080?f。本例中取為625?f。由式(1)可得 c?3000?f，rc?208m?。根據(jù)基爾霍夫電壓方程，可知開(kāi)關(guān)管s閉合與導(dǎo)通狀態(tài)輸入電壓vin和輸出電壓vo滿足如下關(guān)系：vin?vo?vl?von?l?ilonvo?vl?vd?l?iloff(2)(3)假設(shè)二極管d的通態(tài)壓降vd?05v，電感l(wèi)中的電阻壓降vl?0.1v，開(kāi)關(guān)管s導(dǎo)通壓降von?0.5v，可得導(dǎo)通時(shí)間ton?376?s,將此值回代式(2)，可得vin?vo?vl?vd?il?15?5?0.1?0.52?1

7、4.72(?h)電感值為：l?ton為了保證電流的脈動(dòng)小于2a，可將電感的值，適當(dāng)放大些，可以取175?h圖3-1-1buck電路圖(2)用psim軟件參數(shù)掃描當(dāng)l?17.5?h時(shí)，輸出電壓和電流和輸出電壓紋波圖3-2-1、圖3-2-1 圖3-2-1圖 3-2-2如圖用psim軟件做參數(shù)掃描，當(dāng)l?175?h時(shí)，輸出電壓為5v,輸 出電流為12a,輸出電壓紋波vrr?50mv,所以理論分析和計(jì)算機(jī)仿真 結(jié)果是一致的。四、采用小信號(hào)模型分析采用小信號(hào)模型分析方法可得buck變換器原始回路增益函數(shù)go(s) 為：go(s)?1vm?h(s)?vin(1?scrc)1?slr?slc2(4)ry?1

8、.3k?，假設(shè)pwm鋸齒波幅值vm為1.5,由此可得采樣網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù) h(s)?0.3,rx?3k?，匹 1=原始回路直流增益ao(0)?3,go(0)?9.54。將以上值代入式(4匹 1=go(s)?3(1?0.0000625s) 00000000525?12? lc ?2?5?10?6 s?0000042s?1 1?62?695hz級(jí)點(diǎn)轉(zhuǎn)折頻率：fp?零點(diǎn)轉(zhuǎn)折頻率：fesr?wp2?3000?103?612?rcc?12?62.5?10?2.548?10hz原始回路的傳遞函數(shù)所具有的相位裕度和穿越頻率如圖2-1所示。生成圖2-2所示的波特圖matlab程序如下：num=0.0001875

9、3;den=0.0000000525 0.000042 1; figure(1);mag,phase,w=bode(num,den);margin (mag,phase,w);圖4-1原始回路go(s)的頻率特性五、補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)采用如圖4-1所示的電路形式。圖5-1補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)為：k(1?gc(s)?s(1?swzswp)?)1?r2c2sr1(c1?c2)s?(1?r2c1c2c1?c2s)(5)式中k?r3r1(c1?c2)?1r1c2；wz?1r2c2;wp?c1?c2r2c1c2?1r2c1如圖4-1所示，在低頻段時(shí)go(s)增益為9.54 ；在頻率為695hz時(shí) 會(huì)有轉(zhuǎn)

10、折發(fā)生，其斜率為-40db/dec。原始回路在2.584khz穿越 0db線，相位裕量?jī)H為36.3? o設(shè)加入補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)gc(s)后，回路函數(shù)t(s)?gc(s)?go(s)的增益交越頻率fc等于1/5的開(kāi)關(guān)頻率fs，于是穿越頻率fc?fs5?1005?20khz1=1如果加入補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)后的回路增益函數(shù)以-20db/dec斜率處通過(guò)0db 線，則變換器系統(tǒng)將有較好的相位裕量，為了得到-20db/dec的斜率， 補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)在穿越頻率處必須提供+20db/dec的斜率。補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的零 點(diǎn)：1=1fez?fp?695hz補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的極點(diǎn)：【篇三：哈工大威海電氣專業(yè)6號(hào)計(jì)算機(jī)控制課程設(shè)計(jì)】txt題目:滯后-超前

11、校正控制器設(shè)計(jì) 姓名：學(xué)號(hào)：2015年6月12日計(jì)算機(jī)控制課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)指導(dǎo)教師簽字：系(教研室)主任簽字：2015年6月5日目錄一、滯后-超前校正的設(shè)計(jì)過(guò)程-1 -二、相位滯后超前校正的離散化-6 -1、控制傳函離散化-6 - 2、simulink 仿真-7 -三、程序設(shè)計(jì)-9 -1、流程圖-9-2、源程 TOC o 1-5 h z 序-10-3、電路圖-12-四、心得體會(huì)-五、參考書(shū)籍-一、滯后-超前校正的設(shè)計(jì)過(guò)程g0(s)?2kks(s?1)(s?2)s(s?1)(0.5s?1)1、求開(kāi)環(huán)增益1、求開(kāi)環(huán)增益k，使其滿足穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)kv?10l=ikv?lims?g0(s)?k?10s?0

12、1.1按求得開(kāi)環(huán)增益1.1按求得開(kāi)環(huán)增益k=10繪制bode圖1=1程序如下:num=10; den=0.5,1.5,1,0; bode(num,den) grid圖像如下：圖1校正前系統(tǒng)bode圖-1 -(2)?c0?:20lg?k40lg?260l 求剪切頻率 c02 (3)整理得？co?20?2.7rad/s(4)相位裕度？0?180?(?c0)?180?90?arctan27?arctan0.5?27?33?(5)幅值裕度kgdb?0，所對(duì)應(yīng)?9可令?0?0，艮口arctan1.5?g1?0.5?g2?90? (6)?g?2?1.41rad/s (7)由上計(jì)算，系統(tǒng)不穩(wěn)定，需要進(jìn)行改正。由于在?c0