自动控制原理程设计

自动控制原理课程设计任务书 专专 业业 测控技术与仪器 设计题目设计题目 控制系统综合设计 超前校正 班级班级 1142 学生姓名学生姓名 李强 学号学号 21 指导教师指导教师 于静 罗忠宝 分院院长分院院长 许建平 教研室主任教研室主任 冯路 电气工程学院电气工程学院 0 一 课程设计任务一 课程设计任务 一 设计题目 一 设计题目 题目一 控制系统综合设计 超前校正 题目二 控制系统综合设计 滞后校正 注意 自行选择题目一或题目二 二 设计内容及要求 二 设计内容及要求 题目一 控制系统综合设计 超前校正 1 设计内容 针对某单位反馈系统 利用有源串联超前校正网络 1s s K s WK 如图所示 进行系统校正 当开关 S 接通时为超前校正装置 其传递函 数 其中 1 1 Ts Ts KsW cc 1 32 R RR Kc 1 1 324 32 RRR RR 号表示反向输入端 若 Kc 1 且开关 S 断开 该装置相当CRT 4 于一个放大系数为 1 的放大器 对原系统没有校正作用 通过正确计算校正装置的模型 使系统性能达到设计要求 并通过 Matlab 仿真软件进行辅助分析 最后利用实验装置搭建该系统 测出校正 前后系统性能 并分析仿真与实测结果的等效性 2 设计要求 引入该校正装置后 单位斜坡输入信号作用时稳态误差 1 0 e 开环截止频率 c 4 4 弧度 秒 相位裕量 45 R1 ur uc R0 R2R3 R4 C S 1 根据性能指标要求 确定串联超前校正装置传递函数 设校正装置 R1 100K R2 R3 50K 根据计算结果确定有源超前校正 网络元件参数 R4 C 值 若利用有源放大器模拟该系统 试根据已知原系统模型和校正装置模 型 绘制引入校正装置后系统电路原理图 利用 Matlab 仿真软件辅助分析 绘制校正前 后及校正装置对数频率 特性曲线 并验算设计结果 在 Matlab Simulink 下建立系统仿真模型 求校正前 后系统单位阶跃 响应特性 并进行系统性能比较 利用自动控制原理实验箱完成硬件系统设计 搭建校正前 后系统电 路 通过示波器观察校正前 后系统单位阶跃响应特性 并与仿真特性比 较 题目二 控制系统综合设计 滞后校正 1 设计内容 针对某单位反馈系统 利用有源串联滞后校正 1 4 s 1s s K s WK 网络 如图所示 进行系统校正 当开关 S 接通时为滞后校正装置 其传 递函数 其中 1s 1s K s W 2 1 cc 0 2 c R R K 号表示反向输入端 若 Kc 1 且开关 SCR 11 C RR 212 断开 该装置相当于一个放大系数为 1 的放大器 对原系统没有校正作用 通过正确计算校正装置的模型 使系统性能达到设计要求 并通过 Matlab 仿真软件进行辅助分析 最后利用实验装置搭建该系统 测出校正 前后系统性能 并分析仿真与实测结果的等效性 R0 ur uc R0 R1 R2 C S 2 2 设计要求 引入该校正装置后 系统单位斜坡输入信号作用时稳态速度误差系数 相位裕量 10Kv 0 c 30 根据性能指标要求 确定串联滞后校正装置传递函数 设校正装置 R0 R2 100K 根据计算结果确定有源滞后校正网络元件 参数 R1 C 值 若利用有源放大器模拟该系统 试根据已知原系统模型和校正装置模 型 绘制引入校正装置后系统电路原理图 利用 Matlab 仿真软件辅助分析 绘制校正前 后及校正装置对数频率 特性曲线 并验算设计结果 在 Matlab Simulink 下建立系统仿真模型 求校正前 后系统单位阶跃 响应特性 并进行系统性能比较 利用自动控制原理实验箱完成硬件系统设计 搭建校正前 后系统电 路 通过示波器观察校正前 后系统单位阶跃响应特性 并与仿真特性比 较 三 课程设计报告要求课程设计报告要求 1 设计报告包括内容 理论计算校正装置的过程 绘制系统电路图时各环节参数的计算过程 包括有源校正装置参数的 计算过程 利用Matlab仿真软件辅助分析设计的程序及校正前 后对数频率特性 曲线 利用Matlab Simulink建立校正前 后系统仿真模型 测量单位阶跃响 应曲线 并计算校正前 后系统超调量 调节时间 并给出结论 硬件系统设计过程及设计结果 给出结论 2 在设计过程中遇到的软 硬件问题及解决的办法 3 课程设计总结 包括 本次课程设计过程中的收获 体会 以及对该课程设计的建议 等 4 设计中参考文献列表 5 报告使用 B5 纸打印 四 参考资料 3 1 王建辉等 自动控制原理 北京 清华大学出版社 2007 2 胡寿松 自动控制原理 北京 科学技术出版社 2001 3 薛定宇 反馈控制系统设计与分析 MATLAB 语言应用 第 1 版 北京 清华大学 出版社 2000 4 罗忠宝 自动控制原理实验指导书 长春 本校自编教材 五 设计进度 2013 年 11 月 25 日 12 月 6 日 时间设计内容 11 月 25 日布置设计任务 查阅资料 方案设计 理论计算 11 月 26 日学习 Matlab 仿真软件 11 月 27 29 日系统仿真设计 12 月 2 3 日系统硬件设计 12 月 4 日答辩 12 月 5 6 日整理设计报告 六 课程设计时间及地点 2013 年 11 月 25 日 2013 年 12 月 6 日 上午 8 30 11 30 下午 1 00 4 00 地点 新实验楼 323 4 二 评语及成绩二 评语及成绩 成 绩 指导教师 评分项目评分标准量化分数 1 理论分析 计算能力 很 强 较 强 一 般 较 差 不 行 10 2 仿真设计 能力 很 强 较 强 一 般 较 差 不 行 20 3 硬件设计 能力 很 强 较 强 一 般 较 差 不 行 20