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56目录1、课程教学目的…………………………………………………32、课程设计内容及基本要求……………………………………32.1、课程设计内容………………………………………………………32.2、设计基本要求………………………………………………………33、所选设计题……………………………………………………44、未校正系统分析………………………………………………44.1、绘画开闭环零极点图………………………………………………44.2、绘画根轨迹，并分析随根轨迹增益变化的性能…………………64.3、作出单位阶

2、跃响应，并分析性能指标……………………………74.4、绘出开环bode图，并分析频域性能指标………………………95、选定合适的校正方案…………………………………………105.1、分析…………………………………………………………………115.2、设计串联滞后校正网络的步骤……………………………………115.3、参数计算……………………………………………………………116、判断校正装置…………………………………………………117、绘画模拟电路…………………………………………………127.1、模拟电路设计…………………………………

3、……………………127.2、系统的阶跃响应曲线………………………………………………147.3、分析采用的校正装置的效果………………………………………158、总结及设计心得………………………………………………159、参考文献………………………………………………………1556一、课程教学目的1、培养理论联系实际的设计思想，训练综合运用经典控制理论和相关课程知识的能力。2、掌握自动控制原理的时域分析法，根轨迹法，频域分析法，以及各种补偿（校正）装置的作用及用法，能够利用不同的分析法对给定系统进行性能分析，能根据不同的系统性能指标要

4、求进行合理的系统设计，并调试满足系统的指标。3、学会使用MATLAB语言及Simulink动态仿真工具进行系统仿真与调试。4、学会使用硬件仿真软件对系统进行模拟仿真。5、锻炼独立思考和动手解决控制系统实际问题的能力。二、课程设计内容及基本要求1、课程设计内容（1）、给出有实际背景的数学模型，分别提出不同的设计题目及设计指标要求。学生通过查阅相关资料，根据各自题目确定合理的控制方式及校正形式，完成设计。（2）、学生首先要根据所学自动控制原理课程知识（时域分析法、频率法和根轨迹法）对系统进行性能分析。根据设计题目要求进行人工设计

5、校正装置，初步设计出校正装置传递函数形式及参数。（3）、利用MATLAB语言及simulink动态仿真工具，在计算机上对人工设计系统进行仿真调试，使其满足技术要求，并绘制打印出仿真框图、频率特性图及动态响应图。（4）、确定校正装置的电路形式及电路参数。（5）、完成设计报告。2、设计基本要求（1）、掌握自动控制原理的时域分析法，根轨迹法，频域分析法，以及各种补偿（校正）装置的作用及用法，能够利用不同的分析法对给定系统进行性能分析。（2）、根据不同的系统性能指标要求进行合理的系统设计，并调试满足系统的指标。（3）、利用MATLA

6、B语言及simulink动态仿真工具，在计算机上对人工设计系统进行仿真调试，使其满足技术要求，并绘制打印出仿真框图、频率特性图及动态响应图。（4）、确定校正装置的电路形式及电路参数。（5）、使用multsim电路设计仿真软件绘画模拟电路。分析采用的校正装置的效果。56三、所选设计题系统的开环传递函数为：，设计一个PID校正环节，要求系统为：（1）系统响应斜坡信号r(t)=t时，稳态误差小于等于0.01；（2）系统的相角裕度。四、未校正系统分析1、利用MATLAB绘画未校正系统的开环和闭环零极点图。由稳态误差小于等于0.01即

7、1/k<=0.01解得k>=100所以选择k=100M语句如下：num=100;den=conv([10],conv([0.11],[0.21]));G=tf(num,den);Gf=feedback(G,1,-1);%生成闭环传递函数figure(1)pzmap(G);title('未校正系统的开环零极点分布图')xlabel('实轴x')ylabel('虚轴j')figure(2)pzmap(Gf);title('未校正系统的闭环零极点分布图')xlabel('实轴x')ylabel('虚轴j')由软件Matlab绘画系

8、统零极点图:56未校正系统开环零极点图：未校正系统闭环零极点图：562、绘画根轨迹，分析未校正系统随着根轨迹增益变化的性能（稳定性、快速性）。①M语句如下：num=10;den=conv([10],conv([0.11],[0.21]));G=tf(num,den);figure(3)rl