控制系统的综合设计课程设计论文

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1、自动控制原理课程设计专业：电自动化设计题目：控制系统的综合设计班级：学生姓名：学号：指导教师：分院院长：教研室主任：电气工程学院一、课程设计任务1、设计内容R1·+··urucR0R2R3R4CS针对二阶系统，利用有源串联超前校正网络（如图所示）进行系统校正。当开关S接通时为超前校正装置，其传递函数，其中，，，“-”号表示反向输入端。若Kc=1，且开关S断开，该装置相当于一个放大系数为1的放大器（对原系统没有校正作用）。2、设计要求1）引入该校正装置后，单位斜坡输入信号作用时稳态误差，开环截止频率wc

2、’≥4.4弧度/秒，相位裕量γ’≥45°；2）根据性能指标要求，确定串联超前校正装置传递函数；3）设校正装置R1=100K，R2=R3=50K，根据计算结果确定有源超前校正网络元件参数R4、C值；4）绘制引入校正装置后系统电路原理图（设给定的电阻和电容：R=100K，C=1mF、10mF若干个）；5）利用Matlab仿真软件辅助分析，绘制校正前、后及校正装置对数频率特性曲线,并验算设计结果；6）在Matlab-Simulink下建立系统仿真模型，求校正前、后系统单位阶跃响应特性，并进行系统性能比较；7

3、）利用自动控制原理实验箱完成硬件系统设计，包括：搭建校正前后系统电路、输入阶跃信号并通过示波器观察校正前后系统输出响应曲线。3.课程设计报告要求（1）设计报告包括内容1）理论计算校正装置的过程；2）绘制系统电路图时各环节参数的计算过程（包括有源校正装置R4和C的计算过程）；3）利用Matlab仿真软件辅助分析设计的程序及校正前、后对数频率特性曲线；4）利用Matlab-Simulink建立校正前、后系统仿真模型，求单位阶跃响应曲线，并计算校正前后系统超调量、调节时间，给出结论；5）硬件系统设计过程及设

4、计结果，给出结论。（2）在设计过程中遇到的软、硬件问题及解决的办法（3）课程设计总结包括：本次课程设计过程中的收获、体会，以及对该课程设计的意见、建议等。（4）上交电子版设计报告（5）设计中参考文献列表（6）报告使用B5纸打印5.参考资料[1]王建辉等.自动控制原理.北京:清华大学出版社.2007[2]胡寿松.自动控制原理.北京:科学技术出版社.2001[3]薛定宇.反馈控制系统设计与分析—MATLAB语言应用（第1版）.北京:清华大学出版社.2000[4]薛定宇.控制系统计算机辅助设计—MATLAB

5、语言及应用.北京:清华大学出版社.1996[5]罗忠宝.自动控制原理实验指导书.长春：本校自编教材6.设计进度（2013年6月17日~6月30日）时间设计内容6.17-6.18布置设计任务、查阅资料、理论设计6.19-6.27Matlab仿真设计、Simulink仿真分析6.28-6.30写设计报告并提交7.课程设计时间及地点2013年6月17日-2013年6月30日上午：8:30-11:30；下午：1:00-4:00地点：新实验楼323自动控制原理课程设计专业：电自动化设计题目：控制系统的综合设计班

6、级：1143学生姓名：黄乾学号：28指导教师：刘晓梅分院院长：许建平教研室主任：高纯斌电气工程学院目录目录第一章课程设计内容与要求分析11.1设计内容11.2设计要求2第二章理论分析32.1数据计算与分析32.1.1确定原系统传递函数32.1.2分析原系统频率特性32.1.3确定校正装置数学模型42.1.4分析校正后系统频率特性42.1.5确定校正装置中R4和C的值52.2系统模型设计62.2.1比例积分环节电路模型设计62.2.2惯性环节电路模型设计72.2.3校正装置电路模型设计8第三章软件仿真设

7、计93.1绘制原系统的频率特性103.2绘制校装置频率特性113.3校正后系统频率特性113.4比较校正装置，原系统和校正后系统的频率特性123.5SIMULINK仿真分析（求校正前、后系统单位阶跃响应）143.5.1原系统单位阶跃响应143.5.2校正后系统单位阶跃响应153.5.3校正前、后系统单位阶跃响应比较16第四章实验测量17第五章自动控制原理课程设计总结19参考文献20评语及成绩第一章课程设计内容与要求分析第一章课程设计内容与要求分析1.1设计内容针对二阶系统，利用有源串联超前校正网络（如

8、图所示）进行系统校正。当开关S接通时为超前校正装置，其传递函数，其中，，，“-”号表示反向输入端。若Kc=1，且开关S断开，该装置相当于一个放大系数为1的放大器（对原系统没有校正作用）。图1-1校正装置电路图1.2设计要求1）引入该校正装置后，单位斜坡输入信号作用时稳态误差，开环截止频率wc’≥4.4弧度/秒，相位裕量γ’≥45°；2）根据性能指标要求，确定串联超前校正装置传递函数；3）设校正装置R1=100K，R2=R3=50K，根据计算结果确定有源超