自控课程设计任务书

《自控课程设计任务书》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、姿徽建统又坐摩麹机电系2013-2014第1学期《自动控制原理》课程设计任务书课和口动控制原理专业：电气班级：11电气①②指导教师：王敏一、自动控制原理课程设计的目的与任务自动控制原理课程设计是综合性与实践性较强的教学环节。本课程设计的任务是使学生初步掌握控制系统数字仿真的基本方法，同时学会利用MATLAB语言进行控制系统仿真和辅助设计的基本技能，为今后从事控制系统研究工作打下较好的基础。二、设计课题1.模拟随动控制系统的串联校正设计。已知某随动系统固有特性开环传递函数为:G(S)=K$(7s

2、+l)(7s+l)其中:TfO.Is,T2=0.025so设计滞后-超前校正装置。使校正后的系统具有如下性能指标:1)开环增益KM1002)超调量oW30%3)调整时间SW0.5秒耍求：①仿真校正前系统的开坏对数频率特性图以及系统的根轨迹图。②将校正丽性能指标与期望指标进行比较，确定串联校正网络G,.⑶的传递函数,仿真出校止网络的开环频率特性曲线图。仿真校止后整个系统的开环对数频率特性图以及系统的根轨迹图。③当输入r(r)=1(t)吋，仿真出校止前、后系统的单位阶跃响应曲线/?(r)o分析校正

3、前后的单位阶跃响应曲线，得出结果分析结论。2.设一系统的开环传递函数为：G0(s)=，试设计串联校正网络G,.($)要0s(s+l)(0.5s+l)求校正后，系统稳态速度误差系数=5秒/>40%耍求：①确定采用何种校正装置。仿真校正前系统的开环对数频率特性图以及系统的根轨迹图。②将校正前性能指标为期望指标进行比较，确定串联校正网络G「(s)的传递函数,仿真出校止网络的开环频率特性曲线图。仿真校止后整个系统的开环对数频率特性图以及系统的根轨迹图。③当输入r(/)=l(t)时，仿真出校正前、后系统的

4、单位阶跃响应曲线h⑴。分析校正前示的单位阶跃响应曲线，得岀结果分析结论。3.设单位反馈系统的开环传递函数为：G()G)=5(0.15+1)(0.015+1)试设计一校正装置，使系统期望特性满足如下指标：(1)静态速度误差系数KvN250/S；(2)截止频率(oc^30rad/s；(3)相角裕度卩345。。要求：①确従采用何种校止装置。仿真校止前系统的开环对数频率特性图以及系统的根轨迹图。②将校正前性能指标与期望指标进行比较，确定申联校正网络GG）的传递函数,仿真岀校正网络的开坏频率特性Illi线

5、图。仿真校正后整个系统的开坏对数频率特性图以及系统的根轨迹图。③当输入r（/）=1（t）时，仿真出校正帀j、后系统的单位阶跃响应曲线/?（r）O分析校正前后的单位阶跃响应曲线，得出结果分析结论。3.己知单位反馈系统的开环传递函数为：G(S)二405(0.25+1)(0.06255+1)要求：①利用MATLAB两数求根，并判断系统稳定性。②利用MATLAB进行稳态课差分析（求出系统输入信号为阶跃、斜坡信号时的稳态课差值）。③利用MATLAB进行系统动态特性分析（求出其性能指标”％仏心'的值）。④利

6、用MATLAB画系统的Bode图、Nyquist图，求岀相角裕量和幅值裕量，判断系统稳定性，得岀结果分析结论。4.已知一单位反馈系统的开环传递函数是G（£）=K5(1+0.15)(1+0.25)设计-•校正装置，使系统期望特性满足如下指标：系统的静态速度课差系数K尸1°°厂，洱40。。要求：①用MATLAB作出满足初始条件的K值的系统们徳图，计算系统的幅值裕量和相位裕量。②系统前向通路中插入一相位滞后校」E,确定校止网络的传递函数。③用MATLAB画出未校正和已校正系统的根轨迹。④写清处计算分析

7、的过程，列出MATLAB程序及运行结果（包括图形、运算结果）;5.设单位负反馈系统的开环传递两数为G($)=用相应的频率域校正方法对系统进行校止设计，使系统满足如下动态和静态性能:（1）相角裕度"45°；⑵在单位斜坡输入卜-的稳态课差为氐=°1；（3）系统的截止频率小于7.5rad/so要求：①分析设计要求，说明校正的设计思路（超前校正，滞后校正或滞后一超前校正）;②详细设计（包括的图形冇：校正结构图，校正前系统的Bode图，校正装置的Bode图，校正后系统的Bode图）；③用MATLAB编程代

8、码及运行结果（包括图形、运算结果）；④校正前后系统的单位阶跃响应图。三、课程设计的基本要求1、学习掌握MATLAB语言的基本命令、基本操作和程序设计；掌握MATLAB语言在自动控制原理中的应用；掌握STMULINK的基本操作，使用STMULTNKI具建立系统模型进行仿真。2、应丿JMATLAB/Simulink进行控制系统分析、设计。通过建立数学模型，在MATLAB环境下对模型进行仿真，使理论与实际得到最优结合。3、撰写自动控制原理课程设计报告。按内容完成设计任务。认真上机，熟练掌握MATLAB