2、设计任务
通过课程设计，在掌握自动控制理论基本原理、一般电学系统自动控制方法的基础上，用MATLAB实现系统的仿真与调试。
3、设计要求
收集和查阅有关技术资料，独立完成所承担的设计课题的全部内容，初步掌握设计原理、设计方法、设计步骤和设计规范的应用；对工程设计方案进行选择和分析；绘制设计图；撰写说明书。具体要求如下：
a)根据所学控制理论知识（频率法、根轨迹法等）进行人工设计校正装置，初步设计出校正装置传递函数形式及参数；
b)使用MATLAB和Simulink,对加入的校正装置的系统进行动态仿真，并在计算机上的人工设计系统进行仿真调试，使其满足技术请求；
c)确定校正装置的电路形式及电路参数（选作）
d)完成设计报告
f1=[1,0];f2=[1,5];
f3=[1,10];f4=[0.21,1];
den=conv(f1,conv(f2,conv(f3,f4)));
总结：校正前系统开环增益太小，要达到题目要求开环增益必须大于100，首先考虑开环增益100，所以应该设计系统开环传函数为 ，但由于G1系统不稳定相位裕度-46左右，所以加一个放大倍数，再采用超前校正进行调节。
自动控制原理课程设计
题目天线指向控制
系统校正装置设计
4设计方案. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1、初始条件
某大型天线用来接收卫星信号，为能跟踪卫星的运动，必须保证天线的准确定向。天线指向控制系统采用电枢控制的电机驱动天线。天线指向控制系统为单位负反馈系统，电机和天线的开环传递函数为 ，若要求系统斜坡响应的稳态误差小于等于1%，阶跃响应的超调量小于等于5%，调节时间小于等于2s。设计串联校正网络。
num = [10];
den = [1 15 50 0];
pzmap(num,den);
title(‘Pole-zero Map’);
利用SLIMULINK绘出原系统仿真
校正前系统框图
校正前的阶跃仿真曲线图1
利用MATLAB绘出原系统的Bode图
指令如下：
den = [1 15 50 0];
num=10;
参考文献：
《自动控制原理及其设计》机械工业出版社宋丽蓉
《自动控制原理》电子工业出版社谢克明
h、画出校正后系统的伯德图，验算系统的相角稳定裕度。
(3)、原系统的各项性能参数可由高阶系统的经验公式近似求的，其中原系统的相角裕度为65.3800， 需比例增益为5000，新校正的系统的相角裕度为73.2651，则取 度，所以 =14.8851,所以 ， ，所以校正装置的转折频率 1/τ= =27.7342 ωm⁄√α=46.866
f1=[1,0];f2=[1,5];
f3=[1,10];
den=conv(f1,conv(f2,f3));
bode(num,den);
（2）根据系统的情况，采取串联超前校正,并用频率特性法进行校正。其步骤为
a、根据给定的系统稳态性能指标，确定系统的开环增益K。
b、绘制在确定的K值下系统的伯德图，并计算相角裕度
4、设计方案
根据要求设计串联校正装置，确定各参数值，通过matlab对校正后系统编程分析，最终确定满足要求的传递函数，并通过matlab绘制系统的bode图、根轨迹以及通过Simulink对系统进行阶跃函数的仿真，计算时域指标。
5、分析与计算
（1）经分析可知，系统为一型系统。利用MATLAB绘出系统未校正前的根轨迹图，其指令如下：
校正后的系统框图1
校正后的系统仿真图1
num=503*[0.035,1];
f1=[1,0];f2=[1,5];
f3=[1,10];
f4=[0.021,1];
den=conv(f1,conv(f2,conv(f3,f4)));
den(num.den)
num503*[0.035,1];
num=503*[0.035,1];
(4)、超前校正装置的传递函数为
0.5918）/(0.021s+1),
（5）、超前校正的基本原理是利用超前校正网络的相角超前特性去增大系统的相角裕度，以改善系统的暂态响应。因此，在设计校正装置时，应使最大的超前相位角可能出现在校正后系统的剪切频率处。
(6)、所以校正后系统的开环传递函数为
（7）、校正后的仿真图， Bode图及其指令
c、根据题干条件可求出原系统的相角裕度，计算所需要的相角超前量
d、令超前校正装置的最大超前角 ，，则有书中所给公式求出校正装置的参数
e、在Bode图上确定未校正系统副值为20lg 时的频率 ，该频率作为校正后系统的开环剪切频率 。
f、确定超前校正装置的交接频率
= ，
可得超前校正装置的传递函数。
g、将系统放大倍数增大 倍，以补偿超前装置引起的幅值衰减，即
得到超调量Mp =0.8153%、调整时间 =0.0015、 =0.0943得校正后系统相位裕度pm =70.3258、穿越频率wc=66.4659，系统达到题目正系统，可以增加开环频率特性在剪切频率附近的正相位角,可提高系统的相角裕度;减小系统对数幅频特性在幅值穿越频率上的负斜率, 提高系统的稳定性;提高了系统的频带宽度,可提高系统的响应速度。