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1、成绩 _ 自动控制原理课程设计报告题目：型三阶系统的典型分析与综合设计系别专业名称班级学号姓名指导教师重庆邮电大学移通学院自动化系制2013 年 12 月名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 14 页 -重庆邮电大学移通学院2 摘要：在科学技术高速发展的今天，自动控制技术已经广泛的运用与制造业，农业，交通，航空航天等众多部门，极大地提高了社会劳动生产率，改善了人们的劳动环境，丰富和提高了人民的生活水平。在今天的社会中，自动化装置已经无所不在，为人类文明进步做出了重要的贡献。自动控制原理的课程设计是检验我们学过只是扎实程度的好机会，也让我们的知识体系更加系统，更加完善。在
2、不断学习新知识的基础上得到动手能力的训练，启发创新思维及独立解决实际问题的能力，提高设计，装配，调试能力。In the rapid development of science and technology,automatic control technology has been widely used with many sectors such as manufacturing,agriculture,transportation,aerospace,and greatly improve the social labor productivity,and improve peoples
3、 working environment,enrich and improve the peoplesstandard of living.In todays society,the automation device has been everywhere,and made important contributions to the progress of human civilization.Curriculum design of automatic control theory to test we learned just a solid degree of good opport
4、unities,but also to our body of knowledge more systematically,more perfect.Constantly learning new knowledge based on training ability,and inspire innovative thinking and the ability to solve practical problems independently,and to improve the design,assembly,commissioning and capacity.关键字：系统分析性能指标系
5、统校验设计系统Keywords:System Performance Analysis System Design System Calibration 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 14 页 -重庆邮电大学移通学院3 目录一、系统说明（概述）5二、系统分析6三、系统综合8四、系统物理模拟图10总结 13参考文献14名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 14 页 -重庆邮电大学移通学院4 重庆邮电大学移通学院自动控制原理课程设计（简明）任务书一、设计题目：型三阶系统的典型分析与综合设计二、系统说明：设单位反馈系统开环传递函数为0()(10
6、.1)(10.02)kGSsss，试设计串联校正装置，使系统满足70,1,%40%VsKt三、基本要求：a)利用频率法分析系统：（1）作原系统的 Bode图；（2）分析原系统的性能，当原系统的性能不满足设计要求时，则进行系统校正。b)利用频率法综合系统：（1）画出串联校正结构图，分析并选择串联校正的类型（微分、积分或微分-积分校正）；（2）确定校正装置传递函数的参数；（3）画出校正后的系统的Bode图，并校验系统性能；若不满足，则重新确定校正装置的参数。c)完成系统综合前后的有源物理模拟（验证）实验；四、课程设计报告：a)课程设计计算说明书一份；b)原系统组成结构原理图一张（自绘）；c)系统综
7、合前后的模拟图各一张（附实验结果图）；d)封面装帧成册；名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 14 页 -重庆邮电大学移通学院5 一、系统说明（概述）1.设计目的（1）掌握自动控制原理课程中所学的理论知识（2）掌握反馈系统的基本理论和方法，对工程系统进行全面分析（3）掌握控制系统的设计与校正方法（4）掌握使用 mathtype，visio，matlab 的使用方法2.系统原理（简介）()R t1R1R1C1fR2C2R3R3C2fR()C t112123121,1,=100500,1=5002,1ffMCF RKKCFRKMCFR，R，R3.各环节的性能、功能特性说明（
8、1）积分环节输入量与输出量成积分关系的环节，简称为积分环节。其特点：输入量与输出量的积分成正比例，当输入消失，输出保持不变，具有记忆功能，积分环节收到扰动自身无法达到稳定。（2）惯性环节名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 14 页 -重庆邮电大学移通学院6 一阶惯性环节的微分方程是一阶的，且输出响应需要一定时间后达到稳态值，因此称为一阶惯性环节。其特点：输出信号对输入信号的响应存在惯性（输入信号阶跃加入后，输出信号不能突然变化，只能随着时间增加逐渐变化）。4.设计基本要求（1）要求输出等于给点输入所要求的期望输出值。（2）要求输出尽量不收扰动的影响。（3）衡量一个系统
9、是否完成以上两点，把要求划为稳，快，准评价5.设计指标设定：输入为 r(t)=a+bt（其中：a=10 b=20）;在保证静态指标 KV70的前提下;要求动态期望指标：p40；ts1sec.二、系统分析1.原系统 Bode图名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 14 页 -重庆邮电大学移通学院7 2.稳定性分析特征方程：32()(10.1)(10.02)0.0020.12D SSSSkSSSk根据劳斯判据判定：3200.002100.12000.120.002000.1200SSkSSk0.120.00200.12kK60 因为 Kv70 系统不稳定3.稳态精度分析 e
10、ss22510510510()R ttsR ssss00()()()()1()(10.1)(10.02)GskR sC sR sGssssk()()()()1()E sR sF sR sC s00lim()lim()1()ssssesE ssR sC s名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 14 页 -重庆邮电大学移通学院8 22010(10.1)(10.02)510lim(10.1)(10.02)10ssssskksssssskk4.动态性能分析sptM 和调节时间超调量。0222()(10.1)(10.02)(10.1)21010nnkkGssssssssssk K
11、=20 24102n2-1sn%=e100%68.5%1t=340.60.8超调量调节时间（）超调量不满足要求%20%三、系统综合1.利用期望指标绘制Bode图名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 14 页 -重庆邮电大学移通学院9 2.设计校正规律和校正装置（电路图、装置参数）3.系统综合过程表达（Bode 图上）谐振峰值：1sinM超调量scktW221.5(1)2.5(1)KMM%取 40%M=1.5 041.81由于1st取0.5st23.4cw由 bode图得到01923.4cw原系统相位裕度000180(19)1038.68c所需的相位超前角0000(520
12、)63.68mcc衰减率1sin0.0461sinmm名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 14 页 -重庆邮电大学移通学院10 确定两转折频率15.012CWW21109.1CWW补偿增益121.74CK矫正后的系统传递函数：12170(1 0.2)1()(0.021)(0.11)(0.09171)(0.021)(0.11)1CjwKswG sKjwsssssssw四、系统物理模拟图1.原系统模拟图2.原系统单位阶跃响应曲线名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 10 页，共 14 页 -重庆邮电大学移通学院11 3.综合后系统模拟图4.综合后系统的单位阶跃
13、响应曲线名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 11 页，共 14 页 -重庆邮电大学移通学院12 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 12 页，共 14 页 -重庆邮电大学移通学院13 总结自动控制原理 课程设计结束了，个人感觉自己又学到了好多以前不知道的东西，收获很多。在马老师的指导下，我们的课程设计完成得很顺利。通过本次课程设计，我不但复习了知识，也更加深刻的理解了公式的意义，坚实了许多模棱两可的知识点，认识掌握了多种数学办公软件的操作和运行。课程设计的时间虽然很短，但是使我受益匪浅，我知道了积极参与，充满热情，敢于动手地做一件事，才能学到真的知识，亲身经历的感觉会让我记住一生总的来说，通过这次课程设计，我的能力和素质都得到了提高！名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 13 页，共 14 页 -重庆邮电大学移通学院14 参考文献孙亮等.自动控制原理.北京工业大学出版社.2009.8 戴忠达.自动控制理论基础.清华大学出版社.1991 王积伟.控制工程基础.国防工业出版社.2001 胡寿松.自动控制原理 M.4 版.北京：科学出版社，2001.绪方胜彦.现代控制工程 M.北京.科学出版社，1976.名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 14 页，共 14 页 -