自动控制原理课程设计

1、 课 程 设 计 意义：意义：本课程设计是自动控制原理（线性连续系统）课程学 习的一个重要教学环节； 设计内容设计内容：以一个给定控制系统为研究对象，要求学生综合 应用控制原理课程所学的理论和已掌握的实验技能，按着给 定的性能指标，独立地分析设计并通过实验研究、调试出一 个符合性能指标的随动系统。 目的：目的：通过该实践环节，使同学们能在各项实验中提高自己 的分析问题和解决实际问题的能力，对于巩固和应用所学知 识，提高实践能力，把理论和实践很好的结合起来有着重要 的意义。 1、 设单位反馈系统的开环传递函数为： 设计校正装置，使系统在阶跃输入下的超调量； 调节时间ts5s， 而单位斜坡输入时的

2、稳态误差 %15 ss e )5)(1( )( sss k sg %;10% 2、 已知对象的传递函数为： 要求设计控制器，使系统性能指标满足： ) 1025. 0)(15 . 0( 20 )( sss sg %5%5 .1sts 3、 已知某控制系统结构如图所示，要求设计校正 环节gc（s），使系统对于阶跃输入的稳态误差为 0，使系统校正后的相角裕量: 幅值裕量: 0 45 dbkg10 + - ) 11 . 0)(1( 10 sss 控制系统结构图 4、 设有单位反馈系统，具有如下的开环 传递函数： 试确定校正环节，使控制性能满足： 开环放大系数k=10 s-1 ， 相角裕度 ， 幅值裕度

3、 20lgkg=+10分贝； )15 .0)(1( )( sss k sg 0 50 1、设计的目的、设计的目的 （1）掌握控制系统设计与校正的步骤和方法。 （2）掌握对控制系统相角裕度、稳态误差、剪 切频率、相角穿越频率以及增益裕度的求取 方法。 （3）掌握利用matlab对控制系统分析的技能。 （4）提高控制系统设计和分析能力。 2、设计的任务和要求、设计的任务和要求 （1）设计的任务）设计的任务 就是知道系统的结构以及系统设计后 的性能要求，也就是题目 （2）设计的要求）设计的要求 分析原有系统性能，确定串联校正方式 画校正前系统的bode图，校正装置的 bode图、校正后系统的bode

4、图 用matlab程序或simulink来进行仿真 画校正前后系统的单位阶跃响应曲线 3、设计步骤 （1）原有系统的分析，包括画原系统的 bode图并求剪切频率wc0以及0 mag,phase,w= bode(num,den) gm,pm,wg,wc=margin(mag,phase,w) % gm为增益裕度，pm为相角裕度， wg为相角穿越频率，wc为剪切频率 g=tf(num,den); margin(g); grid （2）用matlab或simulink对原系统进 行分析 （3）校正方法的确定 根据原系统的频域指标和校正后系统的 频域指标来确定串联校正的方式。 （4）校正装置求取 根据

5、确定的校正方式对系统校正的步骤 来逐步计算，得出系统的校正装置的数 学模型。 （5）校正装置的bode图绘制 （6）校正后系统的分析 首先写出校正后系统的开环传递函数： 再画校正后系统结构图 （7）画出校正前后系统的单位阶跃响应 4、课程设计过程中的遇到的问题及解决的 方法；设计的总结和体会 5、参考文献 1要求：要求： 独立完成课程设计报告，不得雷同； 2格式：格式： 使用课程设计专用封面和纸张撰写； 3 课程设计报告内容：课程设计报告内容： （） 设计题目、设计指标要求； （） 设计原理及设计步骤：未校正系统各环节传递函数的测试 方法，未校正系统的框图及性能指标的测试方法和有关数据、测试 框图；整理并列表实验数据、曲线，校正网络的设计原理及计算机 仿真（附有关仿真图）、电模拟图；校正后系统计算机仿真结果（ 附有关仿真图）；校正后系统的阶跃响应曲线及动态指标，静态误 差。 （） 课程设计主要仪器设备（注明、编号、型号、名称）； （4） 课程设计过程中的遇到的问题及解决的方法； （5） 课程设计心得体会 全面总结课程设计中自己所做的工作、心得体会，提出改进意见 。 七参考文献七参考文献 1 胡寿松 自动控制原理 北京：国防工业出版社 2章燕申 控制系统的设计与实践 北京：清华大学出版社 3 魏克新 ma