ⅰ型二阶系统的典型分析与综合设计课程设计报告_大学论文.doc

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1、指导教师评定成绩：审定成绩：重庆邮电大学移通学院自动化系课程设计报告设计题目：Ⅰ型二阶系统的典型分析与综合设计学生姓名：专业：电气工程及其自动化班级：05111学号：20122指导教师：设计时间：2014年12月重庆邮电大学移通自动化系制1目录第一章系统概念41.1设计目的41.2系统原理（简介）41.3各环节的性能、功能特性说明41.3.1比例环节41.3.2积分环节 51.3.3惯性环节51.4系统参量51.5基本要求51.6设计指标5第二章系统建模52.1各环节建模62.1.1比较器62.1.2比例环节62.1.3积分环

2、节72.1.4惯性环节92.1.5反馈环节102.2系统的数学模型102.2.1系统结构框图102.2.2系统等价框图112.2.3系统闭环传递函数112.2.4特征方程:112.2.5小结12第三章系统分析123.1系统稳定性分析123.1.1利用劳斯判据判断稳定性123.2稳态（精度）分析143.2.1跟踪能力143.2.2静态误差的计算143.2.3对误差ess进行验证153.3系统动态分析163.3.1动态平稳性分析173.3.2快速性分析173.3.3结论17第四章系统综合校正设计184.1校正方案的分析184.1.

3、1校正方案的分析184.2校正方案的确立1914.3采用串联校正。194.3.1确定系统期望数学模型194.3.2数学模型与期望的参数求取204.2.3绘制期望的根轨迹图21第五章系统模拟215.1原系统的物理模拟图215.2校正装置物理模拟图225.3综合后校正模拟图22第六章设计小结256.1心得体会256.2致谢26参考文献271《自动控制原理》课程设计第一章系统概念1.1设计目的《自动控制原理》课程设计是该课程的一个重要教学环节，它有别于毕业设计，更不同课堂教学。它只要是培养学生统筹运用自动控制原理课程中所学的理论知识

4、，掌握反馈控制系统的基本理论和基本方法，对工程实际系统进行完整的全面分析和综合。1.2系统原理（简介）图1-1其中：R0=100K;C1=C2=F;R2=1/2R0Rf为线性滑动电位器，可调范围为：11.3各环节的性能、功能特性说明1.3.1比例环节比例环节的输出量与输入量成正比，不失真也不延滞，所以比例环节又称为放大环节或无惯性环节1.3.2积分环节 输出量与输入量成积分关系的环节，称为积分环节。其特点：输出量与输入量的积分成正比例，当输入消失，输出保持不变，具有记忆功能；积分环节受到扰动自身无法达到稳定。1.3.3惯性环节

5、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才达到稳态值，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，只能随时间增加逐渐变化）。设计过程可忽略各种干扰，比如：运算放大器的零点漂移，环节间的负载效应，外界强力电力设备产生的电磁干扰等，均可忽略。1.4系统参量1．系统输入信号：r（t）；2．系统输出信号：r（t）；11.5基本要求1．建立系统数学模型——传递函数；2．利用频率特性法分析和综合系统；3．完成系统综合前后的有源物理模拟（验证）实验连接图；4．完成

6、系统综合前后的MATLAB仿真（验证）验证；1.6设计指标设定：输入为r（t）=a+bt（其中：a=286.6°b=229.3°）在保证静态指标kv=5（eSS0.8)的前提下；要求动态期望指标：第二章系统建模有许多类型的控制系统。如物理学中的力学系统，它是以牛顿力学为基础的机械运动系统。或者非物理系统，如现代企业管理系统。自动控制原理学科以物理系统为研究对象，来研究自动控制理论的基本问题。一个物理系统，作为知识表达，首先要采用适当的描述方法来描述它。通常采用的方法是数学描述方法，或者成为数学模型。2.1各环节建模（各环节间无

7、负载效应，可以分开单独分析。）2.1.1比较器1数学模型：结构框图：R（S）Y（S）图2-1比较器的作用：检测系统的偏差的重要环节，使系统产生控制作用。2.1.2比例环节输入：输出：数学模型：结构框图:图2-3物理模型：1图2-4由于可调电阻的可调范围为，所以放大倍数功能作用：1.前置放大2.电压（电流）放大3.功率放大2.1.3积分环节输入：输出：数学模型：1结构框图：图2-5物理模型：图2-6功能作用：体现系统达到平稳的快慢程度，提高系统对输入信号的跟踪能力。2.1.4惯性环节输入：输出：y(S)数学模型：1结构框图：图2

8、-7物理模型：图2-8功能作用：体现了大多数物体的自然属性，有储能特性，体现达到稳态值的快慢程度。2.1.5反馈环节输入：y(S)1输出：y(S)数学模型：1结构框图：图2-9功能作用：将输出信号通过一定方式馈送至系统环节输入端过程，是一种装置，也是一种线路连接。2.2系统的