频率法设计：迟后校正控制器实现动态性能提升

本篇文档是关于自动控制原理课程设计的一份详细报告，主要关注于基于频率法的迟后校正控制器设计。设计目的是为了让学生深入理解并掌握如何通过频率特性分析自动控制系统的动态性能，以及串联迟后校正装置如何改善系统的稳态误差。设计的核心内容是针对一个已知的单位反馈控制系统，其开环传递函数被要求通过设计一个迟后校正环节，使得校正后的系统频率响应满足特定要求。 设计过程中，首先确定系统开环增益K，通过伯德图分析未校正系统的性能，发现其相位裕量不足。通过设定超调量限制，找到一个合适的频率点，使得该频率处的相角满足设计需求，从而确定校正后的剪切频率。接着，选取迟后校正网络的两个转折频率，计算出校正网络的传递函数，进一步推导出校正后的系统开环传递函数和相位裕量，确保其满足稳态和动态性能要求。 MATLAB在此过程中发挥了关键作用，通过控制系统工具箱中的函数绘制了校正前后系统的对数幅频特性曲线（伯德图），直观地展示了校正效果。整个设计过程不仅涵盖了理论分析，还包含了实际的仿真和实验验证，以确保设计的正确性和有效性。 通过本课程设计，学生将能熟练应用频率法来优化控制系统，提升其动态性能和稳态精度，为后续的工程实践打下坚实的基础。