控制系统的滞后校正设计

牡牡丹丹江江师师范范学学院院 本本科科学学生生课课程程设设计计指指导导书书 题 目 控制系统的滞后校正设计 班 级 11 级工业电气 学 号 姓 名 指导教师 王 淑 玉 牡丹江师范学院牡丹江师范学院 2013 年 11 月 15 日 自控原理课程设计指导书自控原理课程设计指导书 课程名称 自动控制原理 学时数 2 周 学分数 开课院 系 部 教研室 物理与电子工程学院 电子信息教研室 执笔人 王淑玉 编写时间 2013 11 10 设计目的 学习基本理论在实践中综合运用的初步经验 掌握自控原理设计 的基本方法 设计步骤 培养综合设计与调试能力 二 设计任务 1 画出系统在校正前后的奈奎斯特曲线和波特图 2 用 Matlab 画出上述每种情况的阶跃响应曲线 并根据曲线分析系统的动态性 能指标 三 三 设计内容与要求 根据设计要求和已知条件 确定主要参数 计算并选取外电路 的元件参数 四 设计资料及有关规定 字体符合要求 正确使用编程 五 设计成果要求 设计论文 六 物资准备 1 到图书馆 物理系资料室查阅相关资料 2 到实验室准备器件作好实验准备 七 主要图式 表式 电路图 表要规范 符合设计要求 八 时间安排 2013 11 1 设计动员 发放设计任务书 2013 11 2 2013 11 3 查阅资料 拟定设计程序和进度计划 2013 11 4 2013 11 10 确定设计方案 实验 画图 编写设计说明书 2013 11 11 完成设计 交指导教师审阅 2013 11 14 成绩评定 九 考核内容与方式 考核的内容包括 学习态度 技术水平与实际能力 论文 计算书 图纸 撰写质量 创新性 采取审定与答辩相结合的方式 成绩评定按百分制记分 十 参考书目 1 田思庆 梁春英 自动控制理论 中国水利水电出版社 2013 2 魏克新 王云亮编著 MATLAB 语言与自动控制系统设计 机械工业出版社 2000 3 王正林 王胜开编著 MATLAB Simulink 与控制系统仿真 电子工业出版社 4 美 安德鲁 美 威廉斯编著 实用自动控制设计指南 化学工业出版 社 5 黄忠霖编著 自动控制原理的 MATLAB 实现 国防工业出版社 2007 6 彭雪峰 刘建斌编著 自动控制原理实践教程 中国水利水电出版社 2006 牡丹江师范学院本科学生课程设计任务书 程名称 自控原理课程设计 课程设计题目 控制系统的滞后校正 院 系 工学院专业电气工程及其自动化年级2011 已知参数和设计要求 a 计算参数 A T b 用 Matlab 画出上述每种情况的阶跃响应曲线 并根据曲线分析系统的动态性能指 标 学生应完成的工作 1 了解原理 选择元件 计算确定元件参数 利用仿真软件画出相关曲线 2 完成设计报告 目前资料收集情况 含指定参考资料 1 田思庆 梁春英 自动控制理论 中国水利水电出版社 2013 2 魏克新 王云亮编著 MATLAB 语言与自动控制系统设计 机械工业出版社 2000 课程设计的工作计划 2013 11 1 设计动员 发放设计任务书 2013 11 2 2013 11 3 查阅资料 拟定设计程序和进度计划 2013 11 4 2013 11 10 确定设计方案 实验 画图 编写设计说明书 2013 11 11 完成设计 交指导教师审阅 2013 11 14 成绩评定 任务下达日期 2013 年 11 月 1 日 完成日期 2013 年 11 月 14 日 指导老师 王淑玉 签名 学生 签名 目 录 1 设计要求 1 2 设计原理 1 3 设计分析与计算 2 3 1 校正参数 B 的计算 2 3 2 校正参数 a T 的计算 3 3 3 校正后系统的检验 3 4 仿真程序 结果及结果分析 3 4 1 校正前系统的奈奎斯特曲线与伯德图 4 4 2 校正后系统的奈奎斯特曲线与伯德图 5 4 3 校正前后系统动态性能的比较 7 5 参考文献 9 6 心得体会 10 1 滞后校正控制系统设计 1 设计要求 已知一单位负反馈系统的开环传递函数为 202 10 G 2 ss s s 要求控制系统的性能指标为调节时间 5s 单位阶跃输入的稳态误差 0 1 相角裕 度大于 45 度 任务 1 设计一个滞后校正装置 使系统满足上述性能指标 2 画出系统在矫正前后的奈奎斯特曲线和伯德图 3 用 Matlab 画出校正前后的阶跃响应曲线 并根据曲线分析系统的动 态性能指标 4 对上述任务写出完整的课程设计说明书 说明书中必须写清楚分析 计算的过程 给出响应曲线 并包含 Matlab 源程序或 Simulink 仿真模型 说 明书的格式按教务处标准书写 3 设计原理 对于所给出的系统进行分析可以知道 校正前的系统是稳定的 调节时间 与相角裕度两项性能指标都满足设计要求 只有单位阶跃输入的稳态误差过大 需要通过矫正使它由变得小于 0 1 3 2 对于该系统 由于无差度 v 0 可知单位阶跃响应下的稳态误差 ess 为了减小稳态误差 必须增大稳态位置误差系数 Kp 由于 p K1 1 Kp 得知设计的滞后校正装置必须能够使稳态误差系数增大 limsG s 由于滞后校正装置的传递函数 ax 90 良好 90 x 80 中等 80 x 70 及格 70 x 60 不及格 x 60 项目分值 参考标准参考标准参考标准参考标准参考标准 评分 学习态度15 学习态度认真 科学作风严谨 严格保证设计 时间并按任务 书中规定的进 度开展各项工 作 学习态度比 较认真 科 学作风良好 能按期圆满 完成任务书 规定的任务 学习态度尚 好 遵守组 织纪律 基 本保证设计 时间 按期 完成各项工 作 学习态度尚 可 能遵守 组织纪律 能按期完成 任务 学习马虎 纪律涣散 工作作风 不严谨 不 能保证设 计时间和 进度 技术水平 与实际能 力 25 设计合理 理 论分析与计算 正确 实验数 据准确 有很 强的实际动手 能力 经济分 析能力和计算 机应用能力 文献查阅能力 强 引用合理 调查调研非常 合理 可信 设计合理 理论分析与 计算正确 实验数据比 较准确 有 较强的实际 动手能力 经济分析能 力和计算机 应用能力 文献引用 调查调研比 较合理 可 信 设计合理 理论分析与 计算基本正 确 实验数 据比较准确 有一定的实 际动手能力 主要文献引 用 调查调 研比较可信 设计基本合 理 理论分 析与计算无 大错 实验 数据无大错 设计不合 理 理论 分析与计 算有原则 错误 实 验数据不 可靠 实 际动手能 力差 文 献引用 调查调研 有较大的 问题 创新10 有重大改进或 独特见解 有 一定实用价值 有较大改进 或新颖的见 解 实用性 尚可 有一定改进 或新的见解 有一定见解观念陈旧 论文 计 算书 图 纸 撰写 质量 50 结构严谨 逻 辑性强 层次 清晰 语言准 确 文字流畅 完全符合规范 化要求 书写 工整或用计算 机打印成文 图纸非常工整 清晰 结构合理 符合逻辑 文章层次分 明 语言准 确 文字流 畅 符合规 范化要求 书写工整或 用计算机打 印成文 图 纸工整 清 晰 结构合理