自动控制原理课程设计.ppt

1、自 动 控 制 原 理 课 程 设 计,一 引言,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：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：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。,二 设计题目,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

2、斜坡输入时的稳态误差,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：,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:,+,-,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 20lgKg=+10分贝；,三、设计步骤,1、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Mat

3、lab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 （1）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 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

4、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,四 课程设计报

5、告格式：,1要求： 独立完成课程设计报告，不得雷同； 2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： （） 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,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 MATALAB语言