自动控制原理课程设计报告

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1、《自动控制原理》课程设计成员一：学号：年级专业班级：成员二：学号：年级专业班级：指导教师：15目录一、引言..................................................................................................................1二、自动控制的相关概念………………………………………………………..1三、课程设计目的………………………………………………………………..2四、课程设计内容及要求………………………………………………………..3五、课程设计题目…………………………………

2、…………………………….3六、未校正系统分析……………………………………………………………..4七、校正装置设计………………………………………………………………..6八、校正装置电路仿真………………………………………………………....10九、总结与心得…………………………………………………………………11十、参考文献……………………………………………………………………1215一、引言自动控制技术已广泛应用于制造业、农业、交通、航空及航天等众多产业部门，极大地提高了社会劳动生产率，改善了人们地劳动环境，丰富和提高了人民地生活水平。在今天的社会生活中，自动化装置无处不在，为人类文明进

3、步做出了重要贡献：20世纪90年代，实现了万米深海探测；通信和金融业已接近全面自动化；哈勃太空望远镜为研究宇宙提供了前所未有的机会；2004年美国研制的勇气号和机遇号火星探测器完成了火星表面的实地探测。在控制技术需求推动下，控制理论本身也取得了显著进步。从线性近似到非线性系统的研究取得了新的成就，借助微分几何的固有非线性框架来研究非线性系统的控制，已成为目前重要的研究方向之一;离散事件动态系统理论的形成，扩展了对离散系统的描述和分析能力；分布参数系统的研究又有了新的突破；不定性H∞控制及系统对外扰的鲁棒性分析和设计已扩展到无穷维空间。实践证明，系统或参数识别技术对加工随机信息具有不

4、可替代的应用价值。自适应﹑自校正﹑自组织系统的研究和应用又有新的发展。为了适应控制技术和控制理论发展形势的需要，对自动化专业的学生来说，掌握和运用自动控制原理尤为重要。而课程设计正是考验学生掌握自动控制原理内容的重要环节，要想做好课程设计就要理解自动控制系统的基本要求。要提高控制质量，就必须对自动控制系统的性能提出一定的具体要求。尽管自动控制系统有不同的类型，对每个系统都有不同的特殊要求。但总的说来，都是希望设计的控制过程尽量接近理想的控制过程。工程上常常从稳、准、快三个方面来评价自动控制系统的总体精度。1. 稳——指控制系统的稳定性和平稳性。 稳定性——指系统重新恢复平衡状态的能

5、力，它是自动控制系统正常工作的先决条件。一个稳定的控制系统，其被控量偏离期望值的初始偏差应随时间的增长逐渐减小或趋于零。  平稳性——指过渡过程振荡的振幅与频率。即被控量围绕给定值摆动的幅度和摆动的次数。好的过渡过程摆动的幅度要小，摆动的次数要少。 2. 快——是指控制系统的快速性，即过渡过程继续的时间长短。过渡过程越短，说明系统快速性越好，过渡过程持续时间越长，说明系统响应迟钝，难以实现快速变化的指令信号。 3. 准——是指系统在过渡过程结束后，其被控量（或反馈量）对给定值的偏差而言，这一偏差称为稳态误差，它是痕量系统稳态精度的重要指标。稳态误差越小，表示系统的准确性越好。 由于

6、被控对象的具体情况不同，各系统对稳、快、准的要求各有侧重。而且对同一系统，稳、快、准的要求常常是相互制约的。过分提高过程的快速性，可能会引起系统强烈的振荡，而过分追求稳定性，又可能使系统反应迟缓，最终导致准确性变坏。如何分析和解决这些矛盾，将是本课题研究的主要内容。二、自动控制的相关概念1.含义15所谓自动控制，是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置（称控制装置或控制器），使机器、设备或生产过程（统称被控对象）的某个工作状态或参数（即被控量）自动地按照预定的规律运行。1.控制系统类型（1）开环控制系统只有输入量的前向控制作用，输出量并不反馈回来影响输入量的控制作用，因而

7、，我们将它称为开环控制系统（Open-Loop Control System）。开环控制系统可用下图表示。 开环系统的优点——结构简单，系统稳定性好，调试方便，成本低。因此，在输入量和输出量之间的关系固定，且内部参数或外部负载等扰动因素不大，或这些扰动因素可以预测并进行补偿的前提下，应尽量采用开环控制系统。        开环控制的缺点——当控制过程中受到来自系统外部的各种扰动因素，如负载变化、电源电压波动等，以及来自系统内部的扰动因素，如元件参数变化等，都将会直接影