自动控制原理课程设计-角度控制系统设计

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1、编号：审定成绩：重庆邮电大学自动控制原理课程设计设计题目：角度控制系统设计学院名称：自动化学院学生姓名：专业：班级：学号：指导教师：填表时间：2014年12月重庆邮电大学摘要为了改善角度控制系统的动态性能和稳定性，可以通过测速发电机将直流电动机的角转速测出，通过微分电路反馈到功放输入端，进行反馈校正。这样可以改善系统的瞬态性能。反馈校正是校正中的一种。是在单纯调整系统参数不能满足性能指标时，对系统进行的校正。测速发电机ZF将直流电动机的角速测出，通过分压电阻R，微分电路反馈到功放输入端，进行反馈校正。用反馈校正装置包围待校正系统中对动态性能改善有重大妨碍作用的某些环节，

2、形成一个局部反馈回路；在局部反馈回路的开环幅值远大于1的条件下，局部反馈回路的特性主要取决于反馈校正装置，而与被包围部分无关；适当选择反馈校正装置的形式和参数，可以使已校正系统的性能满足给定指标的要求。【关键词】角度控制测速发电机反馈校正目录第一章绪论5第一节概述5第二节设计题目与设计内容5第三节任务分工6第四节本章小结7第二章总体方案设计8第一节设计内容8第二节本章小结18设计总结19参考文献20第一章绪论第一节概述自动控制技术已广泛的应用在制造业，农业，交通，航天及航空等众多产业部门，极大的提高了生产率提高了人们的生活水平。为了改善角度控制系统的动态性能和稳定性，可

3、以通过测速发电机将直流电动机的角转速测出，通过微分电路反馈到功放输入端，进行反馈校正。第二节设计题目与设计内容一、设计题目角度控制系统，系统输入为指令转角，输出为负载转角。当系统误差角时，由自整角既CX-CT组成的比较装置输出交流电压信号，通过解调放大器变为直流放大的信号，与转速反馈信号比较，经过功率放大后驱动直流电动机ZD，用减速器放大力矩，以拖动负载转动。负载转交直接反馈到比较装置。测速发电机ZF将直流电动机的角速=测出，通过分压电阻R，微分电路反馈到功放输入端，进行并联校正。其目的是为了改善瞬态性能。图1.1结构图如果该系统满足精度要求，试设计并联校正装置，使系统

4、精度不变，满足瞬间性能指标：最大超调量％,调节时间。要求：a)选取适当参数，建立系统控制模型；b)写出传递函数；c)写出分析过程；进行系统稳定性分析；d)如果系统不稳定，进行校正，画出校正前后Bode图；e)画出校正前后的单位阶跃响应图。二、设计内容角度控制系统，系统输入为指令转角，输出为负载转角。当系统误差角时，由自整角既CX-CT组成的比较装置输出交流电压信号E。通过解调放大器变为直流放大的信号，与转速反馈信号比较，经过功率放大后驱动直流电动机ZD，用减速器放大力矩，以拖动负载转动。负载转交直接反馈到比较装置。测速发电机ZF将直流电动机的角速测出，通过分压电阻R，微

5、分电路反馈到功放输入端，进行反馈校正。用反馈校正装置包围待校正系统中对动态性能改善有重大妨碍作用的某些环节，形成一个局部反馈回路；在局部反馈回路的开环幅值远大于1的条件下，局部反馈回路的特性主要取决于反馈校正装置，而与被包围部分无关；适当选择反馈校正装置的形式和参数，可以使已校正系统的性能满足给定指标的要求。第三节任务分工本设计由十位同学组成，每位同学负责的主要任务如表1.1所示。表1.1任务分工表序号姓名学号主要负责任务1建立数学模型2建立数学模型3并联反馈调节4并联反馈调节5系统稳定性分析6系统稳定性分析7建立传递函数8建立传递函数9画图、写程序10画图、写程序第四

6、节本章小结为了改善控制系统的性能,除了采用串联校正方式外,反馈校正也是广泛应用的一种校正方式.系统采用反馈校正后,除了可以得到与串联校正相同的结果外,还可以获得某些改善系统性能的特殊功能.反馈校正的特点有:1)削弱非线性的特点2)减少系统的时间常数3)降低系统对参数变化的敏性4)抑制系统噪声本设计就是利用了反馈校正的这些功能.不但满足给定的瞬态性能指标,还使系统从不稳定变为稳另外采用反馈校正的控制系统,必然是多环系统.在频域内进行多环系统的反馈校正,除了可采用期望特性综合法外,也可以采用分析法校正.反馈校正装置传递函数的倒数,在主要频率内近似等效于串联校正装置的传递函数

7、,因此也可以用串联校正的方法确定反馈校正装置的参数.本设计是采用期望特性综合法,也可以用分析法校正.第二章总体方案设计第一节设计内容1.选取适当参数，建立系统控制模型图2.1系统方框图1.1各个环节的传递关系a)自整角机CX-CT工作原理：在自整角发送机的励磁绕组中通入单相交流电流时，两台自整角机的气隙中都将产生脉振磁场，其大小随时间按余弦规律变化。脉振磁场使自整角发送机整步绕组的各相绕组生成时间上同相位的感应电动势，电动势的大小取决于整步绕组中各相绕组的轴线与励磁绕组轴线之间的相对位置。输出电动势为,其中q=(-)（1）b)解调放大器工