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报告卷纸张力控制系统一、卷纸张力控制系统原理控制系统：系统工作原理：在造纸厂的卷纸过程中，当纸张不断地从卷开轴向卷进轴运动时，线速度就会下降，从而纸张承受的张力会相应的减小。为保证张力的基本恒定，必须调整电机的转速。图1-1所示的控制系统中，采用三个滑轮和一个弹簧组成的张力测量器来测量纸上的张力。将测量的实际张力与预设张力进行比较，经放大器放大后得到电机的输入电压。通过电压的变化来调节电机的转速，进而调节卷开轴向卷进轴运行的线速度。最终，使纸张的张力保持基本恒定。电机---被控对象预设

2、张力---系统给定量实际张力---系统控制量通过对系统的分析，可得卷纸张力控制系统的方框图如图所示二：控制系统方框图三、控制过程分析1、各个环节的传递关系如下：（1）、实际测得的张力与预设张力进行比较后，经过放大器放大作为电机的输入电压。（2）、放大器的输出电压作为电机的输入电压对电机进行调速控制K1F2比较装置F1u（电机wU（3）、电机的转速与卷进轴的转速相同，所以电机的转速与纸张的线速度成线性关系。（4）、由三个滑轮和一个弹簧秤组成的测力系统对纸张的张力进行测量。K2卷进轴Vw张力测量系统FV（5）

3、、将测得的张力反馈到比较装置与预设张力进行比较四;系统的结构框图1反馈FFK2F1(s)K1F2（s）五：传递函数由系统的结构框图可以求函数为得，系统的开环传递：闭环传递函数：六：系统的时域分析与频域分析1、时域分析（1）、动态性能分析由系统的传递函数可得=3.5187=0.4534系统的单位阶跃响应如下图所示系统各时域参数为：所以系统的动态稳定性能指标：td=0.3744sty=0.6509stp=1.0017sts=2.7582s20.23%(2）、稳态性能分析稳态误差是描述系统稳定性能的一种性能指标

4、，在阶跃信号、斜坡信号作用下进行测定和计算。若在时间是无穷时，系统输出量不等于输入量或输入量的确定函数，则存在系统误差。稳态误差是系统控制精度或抗干扰动能力的一种度量。因为该系统是零型系统，所以对阶跃信号来说是有差跟踪，对单位脉冲信号和其他信号存在稳态误差。由可知对阶跃信号有：ess==1/13对其他信号有:====2、频域分析开环传递函数，知道它的频率的表达式如下波特图：由波特图知，截止频率：相角裕度：幅值裕度：七：系统校正1：计算需补偿的相位超前角2、计算衰减率0.443、确定新的开环截止频率4、确定

5、两转折频率：5、补偿增益：6、校正后的开环频率特性7、校验计算结果：所以校正后的系统满足给定要求。感悟总结：一个学期的自动控制原理就这样结束了，可是，在这个领域，我们学到的东西太少，需要学的还有很多。学习，有时候不需要太多的记忆，更多的，需要我们动手去做，去了解去认真感悟。