控制系统设计作业讲诉
《控制系统的设计与制作作业设计方案》
《控制系统的设计与制作》作业设计方案一、项目背景控制系统是摩登工程领域中非常重要的一部分,它可以应用于各种领域,如机械、电子、自动化等。
本次作业设计旨在帮助学生深入理解控制系统的原理和应用,通过设计与制作一个简单的控制系统,来提高学生的动手能力和实践能力。
二、设计目标1. 了解控制系统的基本原理和组成结构;2. 掌握控制系统的设计与制作方法;3. 提高学生的动手能力和实践能力。
三、设计内容1. 硬件设计:设计一个简单的控制系统,包括传感器、执行器、控制器等组件;2. 软件设计:编写控制系统的程序,实现对系统的控制和监控;3. 系统调试:对设计的控制系统进行调试,确保系统正常运行。
四、设计步骤1. 硬件设计:a. 选择传感器和执行器:根据设计要求选择合适的传感器和执行器,例如温度传感器、电机等;b. 设计电路:根据传感器和执行器的特性,设计控制系统的电路;c. 组装硬件:将传感器、执行器等组件按照设计要求组装成一个完备的控制系统。
2. 软件设计:a. 编写程序:根据控制系统的功能需求,编写相应的控制程序,实现对系统的控制和监控;b. 调试程序:对编写的程序进行调试,确保程序能够正常运行。
3. 系统调试:a. 毗连硬件和软件:将设计好的硬件和软件毗连起来,进行系统调试;b. 调试系统:对系统进行调试,检查系统是否正常运行,调整参数以优化系统性能。
五、作业要求1. 学生需按照设计要求完成硬件设计、软件设计和系统调试;2. 学生需提交设计文档和实验报告,包括设计思路、实验过程和结果分析等内容;3. 学生需在规守时间内完成作业,并参与作业展示和讨论。
六、评分标准1. 硬件设计:20分2. 软件设计:30分3. 系统调试:20分4. 设计文档和实验报告:30分七、作业展示学生需将设计好的控制系统进行展示,展示内容包括系统功能、设计思路、实验结果等,同时需要回答老师和同砚的问题,展示作业的完成情况和进修效果。
《简单控制系统的设计作业设计方案》
《简易控制系统的设计》作业设计方案第一课时一、设计目标本次作业设计旨在援助同砚们加深对简易控制系统的理解,培育他们的实际动手能力和解决问题的能力。
通过设计和搭建一个简易的控制系统,同砚们能够精通控制系统的基本原理和方法。
二、设计内容1. 硬件部分:应用Arduino开发板搭建一个简易的温度控制系统。
系统包括一个温度传感器、一个液晶屏和一个风扇。
当温度传感器检测到环境温度超过设定值时,液晶屏会显示当前温度并启动风扇降温。
2. 软件部分:应用Arduino IDE编写控制程序,实现温度传感器和液晶屏的数据读取和显示,以及风扇的控制逻辑。
三、设计步骤1. 硬件搭建:毗连Arduino开发板、温度传感器、液晶屏和风扇,确保各部件正常工作。
2. 软件编写:编写Arduino程序,实现读取传感器数据、控制液晶屏显示和控制风扇逻辑。
3. 调试测试:测试控制系统的各功能是否正常,调整参数以满足设计要求。
4. 总结反思:总结设计过程中遇到的问题和解决方案,沉思控制系统的优化空间和改进方向。
四、参考资料1. 《Arduino编程实战教程》2. 《控制系统工程》教材3. Arduino官方网站和论坛五、评估标准1. 硬件部分:搭建稳定、毗连正确、工作正常的控制系统。
2. 软件部分:编写明晰、逻辑周密、功能完善的控制程序。
3. 效果展示:实现温度控制、数据显示和风扇控制的基本功能,并能够进行实时调整和显示。
4. 创新能力:能够在基础设计的基础上进行适当的改进和优化,展示出一定的创新能力和实际应用能力。
六、总结通过本次作业设计,同砚们将在实践中进修到控制系统的基本原理和方法,培育了动手能力和解决问题的能力。
同时也能够练习同砚的创新认识和实际操作能力,为他们将来的进修和工作打下良好的基础。
期望同砚们勤勉完成本次作业设计,取得抱负的效果。
第二课时一、课程背景:《简易控制系统的设计》是一门针对控制理论和实践的基础课程,旨在援助同砚精通控制系统设计的基本原理和方法。
《控制系统的设计与实施作业设计方案》
《控制系统的设计与实施》作业设计方案第一课时一、背景介绍:控制系统是摩登工程领域中不行或缺的部分,它卖力监测和控制系统的运行,以实现系统的稳定运行和优化性能。
因此,控制系统的设计与实施是工程领域中的重要课题之一。
本次作业设计旨在通过深度探究控制系统的设计与实施,培育同砚的设计能力和实践能力。
二、作业设计目标:1. 熟识控制系统的基本原理和设计方法;2. 精通控制系统的实施步骤和关键技术;3. 提高同砚的动手能力和创新认识;4. 培育同砚的团队合作能力和表达能力。
三、作业设计内容:1. 同砚将分成若干小组,每组确定一个控制系统设计项目,包括选题、方案设计、实施规划等内容。
2. 同砚需要对所选题目进行综合探究,包括文献调研、技术分析等,撰写设计方案书;3. 同砚需要按照设计方案书中的内容,实施所选题目标控制系统设计,并记录实施过程;4. 同砚需要依据实施结果,总结阅历和教训,撰写实施报告;5. 同砚将在教室评比中展示设计方案书和实施报告,由老师和同砚进行评审。
四、作业设计流程:1. 组队阶段:同砚自愿组队,每组3-5人,确定控制系统设计项目;2. 方案设计阶段:同砚分工合作,完成设计方案书;3. 实施阶段:同砚按照设计方案书的内容,实施控制系统设计;4. 报告撰写阶段:同砚依据实施结果,撰写实施报告;5. 评审阶段:同砚在教室上展示设计方案书和实施报告,老师和同砚进行评审。
五、作业评分标准:1. 设计方案书的完备性和新颖性(30%);2. 实施过程的规范性和效果(30%);3. 实施报告的逻辑性和表达能力(20%);4. 团队合作能力和创新认识(10%);5. 教室展示的表现和回答问题能力(10%)。
六、作业设计要求:1. 同砚需要重视理论与实践相结合,力求在设计与实施中发挥创新和表达能力;2. 同砚需要乐观参与团队合作,保证作业的顺畅完成;3. 同砚需要按时完成作业,并按照要求提交设计方案书和实施报告;4. 同砚需要恪守学术诚信,不得抄袭他人作品。
《简单控制系统的设计作业设计方案》
《简单控制系统的设计》作业设计方案一、作业目标:本次作业旨在让学生通过设计一个简单的控制系统,加深对控制系统原理和设计方法的理解,提高学生的实际操作能力和创新思维。
二、作业要求:1. 设计一个包含传感器、执行器和控制器的简单控制系统,实现对某一物理量的监测和控制。
2. 确定控制系统的输入和输出信号,设计传感器和执行器的接口电路。
3. 编写控制器的程序,实现对传感器采集数据的处理和对执行器的控制。
4. 调试控制系统,验证设计的正确性和稳定性。
5. 撰写实验报告,详细记录设计过程、实验结果和分析结论。
三、作业步骤:1. 确定控制系统的功能和结构:起首确定控制系统要监测和控制的物理量,例如温度、湿度等,然后确定控制系统的结构,包括传感器、执行器和控制器的选择和毗连方式。
2. 设计传感器和执行器的接口电路:根据控制系统的需求,设计传感器和执行器的接口电路,确保信号的稳定和可靠传输。
3. 编写控制器的程序:根据传感器采集的数据和控制系统的逻辑干系,编写控制器的程序,实现对执行器的控制。
4. 调试控制系统:毗连各个部件,进行控制系统的调试,验证设计的正确性和稳定性。
5. 撰写实验报告:详细记录设计过程、实验结果和分析结论,总结经验和教训,提出改进建议。
四、作业评分标准:1. 设计的控制系统功能完备,结构合理,实现对物理量的准确监测和控制。
2. 传感器和执行器的接口电路设计合理,信号传输稳定可靠。
3. 控制器程序编写规范,逻辑清晰,实现对传感器数据的有效处理和对执行器的精确控制。
4. 调试过程详细,结果准确,实验报告内容完备、结构清晰、表达流畅。
5. 学生在实验过程中表现积极主动,动手能力强,创新认识突出。
五、参考资料:1. 《控制系统工程导论》,刘宗林,机械工业出版社,2018年。
2. 《自动控制原理与设计》,张三,电子工业出版社,2019年。
3. 《控制系统设计与实践》,李四,清华大学出版社,2020年。
《控制系统作业设计方案》
《控制系统》作业设计方案一、设计目标:本次作业设计旨在帮助学生稳固和深化对控制系统的理论知识的理解,培养学生的动手能力和解决问题的能力,提高学生的综合应用能力和创新思维。
二、设计内容:1. 理论知识梳理:要求学生对控制系统的基本观点、分类、特点等进行梳理和总结,包括开环控制系统和闭环控制系统的区别、PID控制器的原理和应用等内容。
2. 案例分析:要求学生选择一个实际的控制系统案例,如温度控制系统、水位控制系统等,进行分析和仿真。
学生需要分析系统的输入、输出、传递函数等,并利用仿真软件进行模拟实验,观察系统的响应特性。
3. 设计实践:要求学生设计一个简单的控制系统,包括传感器、执行器、控制器等组成部分,并进行搭建和调试。
学生需要编写控制算法,调节参数,实现系统的闭环控制。
4. 创新思考:要求学生对控制系统的发展趋势和应用领域进行思考和探讨,提出自己的见解和建议,并结合实际案例进行分析。
三、设计要求:1. 学生需按时完成作业设计,并提交书面报告和实验数据。
2. 学生需独立完成作业设计,不得抄袭他人作业。
3. 学生需认真对待作业设计,积极参与讨论和交流,提高自己的进修能力和解决问题的能力。
四、评分标准:1. 理论知识梳理:30分2. 案例分析:30分3. 设计实践:30分4. 创新思考:10分五、参考资料:1. 《摩登控制理论与应用》2. 《控制系统工程》3. 《控制系统原理与设计》六、作业安排:1. 第一周:确定作业设计内容和要求,分组讨论。
2. 第二周:开始理论知识梳理和案例分析。
3. 第三周:进行设计实践和实验仿真。
4. 第四周:完成作业设计报告,进行效果展示和评分。
七、总结:通过本次作业设计,学生将能够全面了解控制系统的基本知识和应用技术,提高自己的实践能力和创新思维,为将来的进修和工作奠定坚实的基础。
希望学生们认真对待本次作业设计,取得优异的成绩。
感谢大家的支持和配合!。
《控制系统的实现作业设计方案》
《控制系统的实现》作业设计方案一、设计目标本次作业旨在帮助学生掌握控制系统的基本原理和实现方法,通过设计一个简单的控制系统来加深对课程知识的理解和应用。
二、设计内容1. 确定控制系统的目标:设计一个温度控制系统,使得系统能够根据设定的目标温度来控制加热器的工作状态,实现温度的稳定控制。
2. 系统组成部分:控制系统由传感器、控制器和执行器三部分组成。
传感器用于检测当前温度,控制器根据设定的目标温度和当前温度来控制执行器的工作状态,执行器则控制加热器的加热功率。
3. 设计步骤:a. 确定传感器类型和工作原理,选择合适的温度传感器。
b. 设计控制器算法,可以选择PID控制器或者其他控制算法。
c. 确定执行器类型,选择适合的加热器。
d. 搭建实验平台,毗连传感器、控制器和执行器,编写控制程序。
e. 进行实验测试,调整控制参数,优化控制效果。
三、实验过程1. 确定实验条件:设定目标温度为40摄氏度,初始温度为25摄氏度。
2. 搭建实验平台:毗连传感器、控制器和执行器,设置控制参数。
3. 运行控制程序:监测温度变化,观察控制效果。
4. 调整参数:根据实验结果调整控制参数,优化控制效果。
5. 记录实验数据:记录实验过程中的温度变化和控制效果,分析实验结果。
四、实验评判通过本次实验,学生将能够掌握控制系统的基本原理和实现方法,了解控制系统在工程领域的应用。
同时,通过实际操作和调试,学生将培养实验设计和问题解决能力,提高工程实践能力。
五、总结本次作业设计旨在帮助学生深入理解控制系统的实现过程,通过设计一个简单的控制系统来加深对课程知识的理解和应用。
希望学生能够认真进修,积极参与实验,掌握实验方法和技巧,提高自己的实践能力和解决问题的能力。
祝学生们顺利完成实验,取得优异成绩!。
《控制系统的组成和描述作业设计方案》
《控制系统的组成和描述》作业设计方案第一课时一、作业要求本次作业旨在让同砚深度了解控制系统的组成和描述,理解控制系统的基本原理及其在实际应用中的重要性。
通过本次作业,同砚应能够精通控制系统的基本观点、组成结构、工作原理等,并能够运用所学知识分析和解决实际问题。
二、作业内容1. 探究控制系统的基本观点和分类;2. 分析控制系统的组成结构和各部分功能;3. 描述控制系统的工作原理及其应用途景。
三、作业步骤1. 熟识控制系统的基本观点和分类:a. 阅读相关资料,了解控制系统的定义和分类;b. 沉思控制系统在实际生活中的应用。
2. 分析控制系统的组成结构和各部分功能:a. 进修控制系统的各组成部分,如传感器、执行器、控制器等;b. 探究各部分在控制系统中的详尽功能和作用。
3. 描述控制系统的工作原理及其应用途景:a. 了解控制系统的工作原理,包括反馈控制和前馈控制等;b. 分析控制系统在自动化生产、智能家居等领域的应用途景。
四、作业要求1. 提交一份包括探究报告、图表等内容的书面作业;2. 书面作业要求明晰、结构合理、表达准确;3. 鼓舞同砚进行实地调研和实践操作,提高实际动手能力。
五、评分标准1. 对控制系统的基本观点和分类理解深度,分析透彻,得出合理结论;2. 对控制系统的组成结构和各部分功能描述明晰准确,无遗漏;3. 对控制系统的工作原理及应用途景有深度理解,能够结合实际案例进行分析;4. 书面表达规范,结构明晰,语言流畅,文字无错别字。
六、作业提交时间作业提交时间为下周五,迟交作业将视状况扣除分数。
七、参考资料1. 《控制系统工程导论》2. 《摩登控制理论导论》3. 《控制系统设计与实践》以上为《控制系统的组成和描述》作业设计方案,期望同砚们能够勤勉完成,提高对控制系统的理解和应用能力。
祝各位同砚顺畅完成作业,取得优异效果!第二课时一、作业目标:通过本次作业,同砚将了解控制系统的组成和描述,精通控制系统的基本原理和运作方式,培育同砚的动手能力和实践操作能力,提高同砚对控制系统的熟识和理解。
《电子控制系统的设计与制作作业设计方案》
《电子控制系统的设计与制作》作业设计方案一、作业目标:本次作业旨在帮助学生掌握电子控制系统的设计原理和制作方法,培养学生的动手能力和创新思维,提高学生对电子技术的理解和应用能力。
二、作业内容:1. 确定项目:学生可以根据自己的兴趣和实际情况选择一个电子控制系统项目,比如温度控制器、光敏控制器、守时器等。
2. 设计方案:学生需要根据项目需求和功能要求,设计电子控制系统的电路图和程序流程图,包括传感器、控制器、执行器等元件的选型和毗连方式。
3. 制作原型:学生根据设计方案,利用电子元件和工具制作电子控制系统的原型,进行调试和优化。
4. 测试和展示:学生需要对电子控制系统进行测试,验证其功能是否正常,并进行展示和演示。
三、作业要求:1. 创新性:学生可以在设计和制作过程中发挥创造力,尝试新的想法和方法,提高作品的奇特性和实用性。
2. 实践性:学生需要亲自动手进行电路毗连和程序编写,培养实践能力和解决问题的能力。
3. 完备性:学生需要完成电子控制系统的所有步骤,包括设计、制作、测试和展示,确保作业的完备性和质量。
四、评分标准:1. 设计方案:包括电路图和程序流程图的完备性和合理性,元件选型和毗连方式的准确性。
2. 制作质量:原型的外观和毗连质量,电子元件的安装和固定方式,整体的美观和实用性。
3. 功能测试:电子控制系统的功能是否符合设计要求,是否能正常工作。
4. 展示效果:学生对电子控制系统的展示和演示效果,能否清晰地表达设计思路和实现方法。
五、作业提交要求:1. 作业报告:包括设计方案、制作过程、测试结果和展示效果的详细描述,以及遇到的问题和解决方法。
2. 原型展示:学生需要将制作的电子控制系统原型带到教室进行展示,进行现场演示和答辩。
3. 作业提交时间:作业需在规守时间内提交,逾期不予接收。
六、备注:本次作业旨在培养学生的动手能力和创新思维,帮助学生深入理解电子控制系统的设计原理和制作方法,欢迎学生积极参与并发挥自己的想象力和创造力。
《控制系统的工作过程与方式作业设计方案》
《控制系统的工作过程与方式》作业设计方案一、设计背景:控制系统是摩登工业中至关重要的一部分,它可以帮助实现自动化生产,提高生产效率,减少人力成本,确保产品质量。
因此,深入了解控制系统的工作过程与方式对于学生进修相关专业知识至关重要。
本次作业设计旨在通过理论进修和实践操作相结合的方式,帮助学生全面了解控制系统的工作原理和应用方式。
二、设计目标:1. 理解控制系统的基本观点和工作原理;2. 掌握控制系统的常见工作方式和应用途景;3. 能够运用所学知识设计简单的控制系统。
三、设计内容:1. 理论进修部分:(1)控制系统的定义和分类;(2)控制系统的工作原理;(3)控制系统的组成部分及其功能;(4)控制系统的应用领域和发展趋势。
2. 实践操作部分:(1)搭建简单的控制系统模型;(2)调试控制系统参数,观察系统响应;(3)设计控制系统的工作方式,实现对目标的控制。
四、作业要求:1. 学生需要在规守时间内完成理论进修部分的阅读和理解,并撰写相关报告;2. 学生需要在实践操作部分中,按照指导书搭建控制系统模型,并完成实验报告;3. 学生需要在规守时间内提交作业报告,并参与讨论与交流。
五、评分标准:1. 作业报告内容完备,结构清晰,表达准确,逻辑性强;2. 实践操作结果准确,实验数据分析合理,结论明确;3. 参与讨论与交流积极,能够回答问题并提出建设性意见;4. 作业提交及时,格式规范,无抄袭现象。
六、作业安排:1. 第一周:学生进行理论进修,完成相关阅读和理解;2. 第二周:学生进行实践操作,搭建控制系统模型,并完成实验报告;3. 第三周:学生提交作业报告,进行讨论与交流。
七、备注:本次作业设计旨在帮助学生全面了解控制系统的工作过程与方式,提高学生的实践能力和创新认识。
希望学生能够认真对待此次作业,按时完成并提交。
祝各位同砚学业有成,取得优异成绩!。
《控制系统的基本组成与工作过程作业设计方案》
《控制系统的基本组成与工作过程》作业设计方案一、设计背景控制系统是摩登工程领域中的重要组成部分,它通过对系统的输入和输出进行监控和调节,实现对系统的自动化控制。
控制系统的基本组成和工作过程是进修控制理论的基础,本次作业设计旨在帮助学生深入理解控制系统的基本原理和工作过程,提高他们的理论水平宁实践能力。
二、设计目标1. 理解控制系统的基本组成,包括传感器、执行器、控制器等组件的作用和互相干系。
2. 掌握控制系统的工作过程,包括信号采集、信息处理、决策执行等环节的原理和方法。
3. 能够运用所学知识设计简单的控制系统,实现对某一过程或设备的自动化控制。
三、设计内容1. 理论进修:通过教室讲解、教材阅读等方式,进修控制系统的基本组成和工作过程,包括传感器、执行器、控制器的作用原理,信号采集、信息处理、决策执行的流程等内容。
2. 实验操作:设计实验内容,让学生亲自动手操控传感器、执行器等组件,实践控制系统的基本操作流程,加深对控制系统原理的理解。
3. 综合设计:要求学生结合所学知识,设计一个简单的控制系统,包括系统结构、功能要求、硬件配置、软件编程等方面,最终实现对某一设备或过程的自动化控制。
四、设计步骤1. 进修阶段:让学生通过教室讲解、自主进修等方式,掌握控制系统的基本组成和工作原理。
2. 实验阶段:组织学生进行实验操作,让他们亲自操控传感器、执行器等组件,了解控制系统的实际操作流程。
3. 设计阶段:要求学生结合所学知识,设计一个简单的控制系统,包括系统结构、功能要求、硬件配置、软件编程等内容。
4. 实施阶段:让学生按照设计方案实施控制系统的搭建和调试工作,最终实现对设备或过程的自动化控制。
五、评判标准1. 知识掌握:学生对控制系统的基本组成和工作过程有清晰的理解,能够准确描述传感器、执行器、控制器等组件的作用和互相干系。
2. 操作能力:学生能够熟练操作传感器、执行器等组件,实践控制系统的基本操作流程,能够独立完成实验操作。
《简单控制系统的设计作业设计方案-2023-2024学年高中通用技术粤科版》
《简单控制系统的设计》作业设计方案第一课时引言:本作业设计旨在帮助学生加深对简单控制系统的理解,提高学生的实际操作能力和创新思维。
通过设计一个简单的控制系统,学生将能够掌握控制系统的基本原理和实现方法,并在实践中培养解决问题的能力。
一、作业内容:1. 设计一个简单的温度控制系统,要求能够实现在设定温度范围内保持恒温。
2. 使用Arduino或Raspberry Pi等开源硬件平台进行搭建,并编写相应的控制程序。
3. 要求控制系统能够实时监测环境温度,并根据设定值分别启动加热或制冷设备。
4. 学生需要设计原理图、程序代码,并进行实际的硬件搭建和调试。
二、作业步骤:1. 硬件准备:准备Arduino或Raspberry Pi开发板、温度传感器、继电器模块、加热或制冷设备等硬件材料。
2. 硬件连接:将温度传感器和继电器模块连接到开发板上,并连接相应的加热或制冷设备。
3. 软件编写:学生需要编写相应的控制程序,实现对温度传感器数据的读取和对加热或制冷设备的控制。
4. 调试测试:学生需要对控制系统进行调试测试,验证系统的稳定性和准确性。
5. 报告撰写:学生需要撰写控制系统设计原理、程序代码、实验步骤和结果分析等内容的实验报告。
三、作业要求:1. 学生需要独立完成控制系统的设计和搭建,不能抄袭他人作品。
2. 学生需要按时提交实验报告,并参与实验结果的讨论和分享。
3. 学生需要积极思考控制系统设计过程中的问题,并提出改进意见。
4. 学生需要在实践中培养团队合作和创新意识,共同探讨解决方案。
结语:通过本次作业设计,相信学生将能够深入理解简单控制系统的设计原理和实现方法,提高实际操作能力和创新思维,为将来的科研和工程实践打下坚实基础。
希望学生们能够认真对待这次作业,并在实践中不断学习和成长。
第二课时一、设计背景本次设计方案是针对《简单控制系统的设计》这门课程的一项学生作业设计方案。
控制系统是现代工程领域中非常重要的一个概念,通过对控制系统的设计实践,可以帮助学生更好地理解控制系统的原理和应用。
《控制系统作业设计方案》
《控制系统》作业设计方案第一课时一、设计背景控制系统作为自动化领域的重要组成部分,在工业生产、交通运输、航空航天等领域都起着不行或缺的作用。
本次作业设计旨在援助同砚深度理解控制系统的基本原理和方法,提高其分析和解决实际问题的能力。
二、设计目标1.理解控制系统的基本观点和分类;2.精通控制系统的数学模型建立方法;3.娴熟运用控制系统的各种设计方法;4.能够分析和设计简易的控制系统。
三、设计内容1.了解控制系统的基本观点和分类,包括开环系统和闭环系统的差别,控制系统的稳定性、准确性和快速性等基本性能指标;2.精通控制系统的数学模型建立方法,包括传递函数模型、状态空间模型等;3.进修控制系统的设计方法,包括PID控制器设计、根轨迹设计、频域设计等;4.进行控制系统的仿真与试验,验证设计的有效性;5.撰写试验报告,总结试验结果并提出改进建议。
四、设计步骤1.进修控制系统的基本理论知识,包括控制系统的基本观点、分类以及数学模型建立方法;2.选择一个简易的控制系统案例,建立其数学模型;3.依据设计要求,选取合适的控制方法进行设计;4.进行控制系统的仿真与试验,对设计结果进行评估;5.撰写试验报告,包括试验目标、步骤、结果分析以及改进建议。
五、设计要求1.设计要求简洁明了,能够明晰表达控制系统的基本原理和方法;2.试验数据准确可靠,能够证明设计的有效性;3.报告结构周密,内容详尽全面,逻辑明晰。
六、安置时间本次作业设计估计需要两个星期的时间完成,其中一周用于理论进修和模型建立,另一周用于试验仿真与报告撰写。
七、参考资料1.《摩登控制工程》郑国荣2.《控制系统工程》王韶青3.控制系统仿真软件:MATLAB/Simulink以上为《控制系统》作业设计方案,期望同砚们能够勤勉进修,按时完成作业并提交报告。
祝大家取得优异的效果!第二课时一、课程背景《控制系统》是自动化、电气工程、机械工程等专业的重要课程之一。
通过进修本课程,同砚可以精通控制系统的基本原理、方法和技术,为以后从事相关专业的工作奠定结壮的理论基础。
《简单控制系统的设计作业设计方案-2023-2024学年高中通用技术粤科版》
《简单控制系统的设计》作业设计方案一、设计背景在摩登工业生产中,控制系统扮演着至关重要的角色。
简单控制系统的设计是掌握控制系统基础理论和技术的重要途径之一。
本次作业设计旨在帮助学生加深对控制系统的理解,提高他们的设计和实践能力。
二、设计内容1. 确定控制目标:选择一个简单的控制目标,例如温度控制、水位控制等。
2. 确定控制对象:选择一个合适的控制对象,例如电热水壶、水箱等。
3. 设计控制系统:根据选定的控制目标和控制对象,设计一个简单的控制系统,包括传感器、执行器、控制器等。
4. 搭建实验平台:准备实验所需的硬件设备和软件工具,搭建实验平台。
5. 进行实验:根据设计的控制系统,进行实验操作,观察控制效果并记录数据。
6. 分析实验结果:对实验结果进行分析,总结经验教训。
7. 撰写实验报告:根据实验结果和分析,撰写实验报告,包括实验设计、实验步骤、实验结果、分析和结论等内容。
三、设计步骤1. 确定控制目标和控制对象。
2. 设计控制系统:确定传感器、执行器和控制器的类型和参数。
3. 搭建实验平台:准备所需的硬件设备和软件工具。
4. 进行实验:按照设计的步骤进行实验操作。
5. 分析实验结果:对实验数据进行分析,找出问题所在。
6. 撰写实验报告:根据实验结果和分析撰写实验报告。
四、设计要求1. 设计方案要简洁明了,步骤清晰。
2. 实验操作要准确无误,数据要真实可靠。
3. 实验报告要详细全面,结论要明确合理。
五、评分标准1. 设计方案的合理性和完备性。
2. 实验操作的准确性和规范性。
3. 实验结果的可靠性和分析的深度。
4. 实验报告的撰写质量和结论的合理性。
通过本次作业设计,学生将能够深入理解控制系统的基本原理和设计方法,提高他们的实践能力和创新认识,为将来的工程实践打下坚实基础。
希望同砚们能够认真对待这次作业,取得优秀的成绩。
《第4课 生活中的控制系统》作业设计方案-小学信息技术浙教版23五年级下册
《生活中的控制系统》作业设计方案(第一课时)一、作业目标本次作业旨在帮助学生理解和掌握控制系统的基本概念,通过观察和描述生活中的控制系统,提高他们的观察力和信息处理能力。
同时,通过作业实践,让学生掌握信息技术在实际生活中的应用。
二、作业内容1. 观察并描述生活中的控制系统学生需要在家中或校园内寻找并描述一个控制系统的实例。
这个控制系统可以是一个机械系统,也可以是一个电子系统。
学生需要记录下控制系统的名称、工作原理和用途等信息。
建议学生尽可能地使用图片和文字相结合的方式记录信息。
2. 分析控制系统的基本组成学生在完成对生活控制系统的观察和描述后,需要进一步分析该系统的基本组成,包括输入设备、控制器、执行器和反馈机制等。
通过这一过程,学生能够深入理解控制系统的基本组成和工作原理。
3. 小组讨论学生以小组为单位,交流和分享各自发现的控制系统,并进行讨论和评价。
这有助于提高学生的交流能力和团队协作能力。
三、作业要求1. 学生需要在规定时间内完成作业,并提交作业成果;2. 提交的作业成果应包括观察和描述控制系统的文字和图片说明;3. 作业成果应真实、准确,不得抄袭或使用他人成果;4. 鼓励学生在完成作业的过程中,积极思考和探索控制系统的应用和发展。
四、作业评价1. 评价标准:作业成果应包括观察和描述控制系统的准确性、分析控制系统的全面性以及小组讨论的积极性等方面;2. 评价方式:教师根据学生提交的作业成果进行评分,同时结合小组讨论的表现进行综合评价;3. 评价结果反馈:对于表现优秀的学生,给予一定的奖励和表扬,同时将评价结果反馈给学生,帮助他们了解自己的优点和不足,促进他们进一步提高。
五、作业反馈在完成作业后,学生应将作业成果提交给教师。
教师将对作业成果进行批改,并将评价结果反馈给学生。
同时,教师将根据学生在作业过程中的表现,给予针对性的反馈和建议,帮助学生更好地理解和掌握控制系统的相关知识。
通过本次作业,学生将能够深入了解控制系统的基本概念和工作原理,增强对信息技术在实际生活中的应用的认识。
《控制系统的设计与制作作业设计方案》
《控制系统的设计与制作》作业设计方案第一课时一、设计目的本作业的设计旨在帮助学生通过实践操作,掌握控制系统的设计与制作基础知识,提高学生对控制系统的理解能力和实践操作技能。
二、设计内容1.学生将通过实验内容学习Arduino单片机编程和控制系统设计的基础知识;2.学生将设计并制作一个简单的控制系统原型,包括传感器、执行器、控制器等组件;3.学生将在实验中学习PID控制算法的基本原理和应用;4.学生将通过实验内容学习控制系统的参数调节和优化方法。
三、设计步骤1.学生将首先学习Arduino单片机的基本知识,包括编程环境搭建、编程语言基础等内容;2.学生将通过实验内容了解传感器的种类和工作原理,选取适合的传感器用于控制系统;3.学生将设计一个简单的控制系统原型,包括传感器模块、执行器模块和控制器模块;4.学生将学习PID控制算法的基本原理和应用,并在控制系统中实现PID控制;5.学生将通过参数调节和优化实验,优化控制系统的性能和稳定性;6.学生将撰写实验报告,总结实验过程中的经验和教训。
四、设计要求1.学生需按时完成实验设计和制作,确保实验进度;2.学生需认真学习相关知识,提高实验操作技能;3.学生需尊重实验安全规范,确保实验安全;4.学生需严格按照设计要求进行实验,确保实验结果的准确性。
五、评分标准1.实验设计与制作:30%2.实验效果与性能:30%3.实验报告内容与撰写:20%4.实验过程中的表现:20%六、参考资料1.《Arduino编程从入门到精通》2.《控制系统工程》3.《PID控制算法原理与应用》七、总结通过本次实验,学生将能够掌握控制系统的设计与制作的基础知识,提高对控制系统的理解能力和实践操作技能,为今后的学习和工作打下坚实的基础。
第二课时一、作业设计目的本次作业设计旨在帮助学生深入理解控制系统的设计与制作原理,提升学生的实践能力和动手能力。
通过设计和制作一个简单的控制系统,学生能够加深对课程内容的理解,并掌握实际操作技能。
《简单控制系统的设计作业设计方案-2023-2024学年高中通用技术粤科版》
《简单控制系统的设计》作业设计方案一、课程背景及目标《简单控制系统的设计》是一门专业课程,旨在帮助学生掌握控制系统的基本原理和设计方法,培养学生的工程实践能力和创新思维。
通过本课程的进修,学生将能够掌握控制系统的基本观点、数学模型、稳定性分析、控制器设计等内容,为将来从事相关领域的工作做好基础准备。
二、作业设计内容本次作业设计旨在让学生通过实际操作,深入理解控制系统的设计过程,掌握控制系统的基本原理和方法。
具体内容如下:1. 选择一个简单的物理系统,如水箱液位控制系统、温度控制系统等,建立其数学模型;2. 进行系统的稳定性分析,包括判断系统的稳定性条件;3. 设计一个合适的控制器,使系统能够实现指定的性能指标,如快速响应、稳定性等;4. 应用Simulink等仿真软件对系统进行仿真,验证控制器设计的有效性;5. 撰写实验报告,总结控制系统设计的过程和结果。
三、作业设计步骤1. 确定物理系统:学生可以选择水箱液位控制系统作为案例,建立其数学模型;2. 稳定性分析:根据系统的数学模型,进行稳定性分析,判断系统的稳定性条件;3. 控制器设计:根据系统的性能指标,设计一个合适的控制器,如PID控制器;4. 系统仿真:应用Simulink等仿真软件,对系统进行仿真,验证控制器设计的有效性;5. 撰写实验报告:总结控制系统设计的过程和结果,分析实验中遇到的问题和解决方法。
四、作业评分标准1. 系统建模的准确性和完备性;2. 稳定性分析的逻辑性和正确性;3. 控制器设计的合理性和有效性;4. 系统仿真的准确性和可靠性;5. 实验报告的撰写规范性和内容丰富性。
五、作业提交要求1. 作业提交时间:XX年XX月XX日;2. 作业提交形式:电子版实验报告;3. 作业提交邮箱:*****************。
六、总结通过本次作业设计,学生将能够深入理解控制系统的设计过程,掌握控制系统的基本原理和方法,提高工程实践能力和创新思维。
《典型控制系统案例分析(一)作业设计方案》
《典型控制系统案例分析(一)》作业设计方案一、作业背景控制系统是摩登工程技术中的重要组成部分,广泛应用于各个领域,如自动化、机械、电气等。
本次作业旨在通过分析典型控制系统案例,让学生深入了解控制系统的工作原理和应用途景,提高他们的进修和实践能力。
二、作业目标1. 了解控制系统的基本观点和分类;2. 掌握控制系统的设计和调试方法;3. 能够分析和解决控制系统中的常见问题;4. 提高学生的动手能力和团队合作认识。
三、作业内容1. 选择一个典型的控制系统案例,如温度控制系统、水位控制系统等;2. 分析该控制系统的工作原理和结构,包括传感器、执行器、控制器等组成部分;3. 设计该控制系统的控制策略和参数设置,思量系统的稳定性和性能指标;4. 进行仿真实验或实际搭建实验平台,验证设计的控制系统方案;5. 分析实验结果,总结经验教训,提出改进建议。
四、作业要求1. 作业组成:小组合作完成,每组2-3人,每人卖力不同的任务,如理论分析、参数设计、实验验证等;2. 提交内容:报告文档(包括理论分析、设计过程、实验结果等)、实验视频或图片、总结反思等;3. 作业评分:根据报告内容的完备性、实验结果的准确性、团队合作的积极性等方面进行评分。
五、作业安排1. 第一周:确定小组成员和控制系统案例,开始理论分析;2. 第二周:设计控制策略和参数设置,准备实验材料;3. 第三周:进行仿真实验或搭建实验平台,记录实验过程;4. 第四周:整理报告文档和实验资料,准备展示。
六、作业展示1. 每个小组在最后一周进行作业展示,向全班同砚和老师展示设计方案和实验结果;2. 老师和同砚们将对展示内容进行评判和提问,小组需要做出解答和讨论;3. 最终评分将综合思量作业展示、报告文档和实验结果等方面。
七、作业评判1. 通过本次作业,学生将深入了解控制系统的工作原理和应用技术,提高他们的实践能力和团队合作认识;2. 通过作业展示和评判,学生将得到及时的反馈和指导,有助于他们提高进修效果和能力水平。
《控制系统的组成和描述作业设计方案-2023-2024学年高中通用技术粤科版》
《控制系统的组成和描述》作业设计方案一、作业目标:本次作业旨在帮助学生深入了解控制系统的组成和描述,掌握控制系统的基本原理和结构,以及掌握控制系统的分类和特点。
二、作业要求:1. 理解控制系统的观点和基本结构;2. 能够描述控制系统的各个组成部分的作用和功能;3. 能够区分不同类型的控制系统,并了解其特点;4. 能够举例说明控制系统在实际生活中的应用。
三、作业内容:1. 控制系统的基本观点和结构:控制系统是指能够对被控对象进行调节和控制的系统,由输入、处理器、输出和反馈四个基本部分组成。
其中,输入是控制系统接收的外部信号;处理器是控制系统对输入信号进行处理的部分;输出是控制系统输出的控制信号;反馈是控制系统根据输出信号对输入信号进行调节的过程。
2. 控制系统的组成部分及其作用:- 传感器:用于将被控对象的信息转换成电信号,传递给处理器;- 处理器:对传感器传来的信号进行处理和计算,产生控制信号;- 执行器:根据处理器产生的控制信号,对被控对象进行调节和控制;- 控制器:根据反馈信号对输入信号进行调节,以达到控制目标。
3. 控制系统的分类和特点:根据控制对象的性质和控制方式,控制系统可以分为开环控制系统和闭环控制系统。
开环控制系统只能根据输入信号进行控制,没有反馈调节;闭环控制系统则可以根据反馈信号对输入信号进行调节,具有更好的稳定性和精度。
4. 控制系统在实际生活中的应用:控制系统在工业生产、交通运输、农业生产等领域都有广泛的应用。
例如,自动化生产线上的控制系统可以实现生产过程的自动化和精确控制;交通信号灯的控制系统可以实现路口车辆的有序通行;农业生产中的智能灌溉系统可以根据土壤湿度自动调节灌溉水量。
四、作业要求:1. 阅读相关教材和资料,了解控制系统的基本原理和结构;2. 结合实际案例,分析控制系统在不同领域的应用;3. 撰写作业报告,包括控制系统的基本观点、组成部分、分类和特点,以及实际应用案例的分析。
《控制系统的设计与制作作业设计方案-2023-2024学年高中通用技术地质版2019》
《控制系统的设计与制作》作业设计方案
一、作业目标:
通过本次作业设计,学生将能够掌握控制系统的设计与制作基本原理,提高实践能力和动手能力,培养学生的创新认识和团队合作能力。
二、作业内容:
1. 理论进修:学生将通过教室进修掌握控制系统的基本原理、常见的控制方法和技术,以及控制系统的设计流程。
2. 实践操作:学生将分组进行控制系统的设计与制作,包括电路设计、程序编写、硬件搭建等环节。
3. 实验验证:学生将完成设计的控制系统,并进行实验验证,检验系统的稳定性和准确性。
三、作业要求:
1. 学生分组完成作业设计与制作,每组成员分工合作,共同完成项目。
2. 每组需提交完备的设计方案、实验报告和效果展示。
3. 学生需按时完成作业,并参与实验验证环节,积极分享经验和效果。
四、作业流程:
1. 第一周:学生分组,确定项目方向,开始进行理论进修。
2. 第二周:学生开始进行实践操作,完成电路设计和程序编写。
3. 第三周:学生完成硬件搭建,进行实验验证。
4. 第四周:学生提交设计方案、实验报告和效果展示,进行总结和分享。
五、作业评判:
1. 设计方案的完备性和合理性。
2. 实验报告的详细性和准确性。
3. 效果展示的创新性和实用性。
4. 学生的团队合作能力和表现。
六、作业总结:
通过本次作业设计,学生将不仅能够掌握控制系统的设计与制作基本原理,也能够培养实践能力和创新认识,为将来的工程实践和科研打下坚实基础。
《控制系统方案的初步设计作业设计方案》
《控制系统方案的初步设计》作业设计方案一、设计背景控制系统是摩登工程中的重要组成部分,其设计方案的合理性和有效性对工程的性能和稳定性有着至关重要的影响。
本次作业设计旨在让学生通过初步设计一个控制系统方案,加深对控制系统原理和设计方法的理解,提高设计能力和实践操作技能。
二、设计内容1. 确定控制系统的目标:起首要明确设计控制系统的目标,包括控制对象、控制要求和性能指标等。
例如,设计一个温度控制系统,要求实现精准的温度控制,提高系统的稳定性和响应速度。
2. 确定控制系统的结构:根据目标要求和控制对象的特性,选择合适的控制系统结构,包括反馈控制、前馈控制、开环控制等。
结合控制对象的数学模型,确定控制系统的传递函数。
3. 设计控制器:根据控制系统的结构和传递函数,设计合适的控制器,包括比例控制器、积分控制器、微分控制器等。
通过调节控制器参数,实现系统的稳定性和性能指标。
4. 进行仿真实验:利用仿真软件或实验平台,对设计的控制系统方案进行仿真实验,验证系统的控制效果和性能指标是否达到设计要求。
5. 分析和总结:根据仿真实验结果,分析系统的控制效果和存在的问题,总结设计经验和改进方向,完善控制系统方案。
三、设计要求1. 设计方案要求符合控制系统的基本原理和设计方法,能够实现设计的控制目标和性能指标。
2. 设计方案要求具有一定的创新性和实用性,能够解决实际工程中的控制问题。
3. 设计方案要求能够清晰地表达设计思路和方法,包括系统的结构、控制器设计和仿真实验结果等。
4. 设计方案要求能够合理地分析和总结设计结果,提出改进方向和优化措施,完善控制系统方案。
四、设计流程1. 确定控制系统的目标和要求,选择控制对象和性能指标。
2. 根据控制对象的特性和数学模型,确定控制系统的结构和传递函数。
3. 设计控制器,包括比例控制器、积分控制器、微分控制器等。
4. 进行仿真实验,验证设计方案的有效性和性能指标。
5. 分析实验结果,总结设计经验,完善控制系统方案。
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第一题:现控有哪些控制器结构,各有何特点,作用,用在什么场合?答:(1)状态反馈:特点:1、状态反馈将系统的每个状态变量乘以相应的反馈系数,然后反馈到输入端与参考输入相加形成控制律,作为受控系统的控制输入;2、不增加系统的维数(状态反馈解耦时也不增加系统的维数);3、比不增加补偿器的输入反馈的效果要好;4、不增加新的状态变量;5、反馈增益阵是常矩阵,反馈为线性反馈;6、不改变受控系统的能控性,但不保证系统的能观性不变;7、对于完全能控的单输入系统能实现闭环极点的任意配置,而且不影响原系统零点的分布,但如果故意制造零极点对消,那么此时闭环系统将是不能观的;8、系统能镇定的充要条件是不能控子系统为渐近稳定。
作用:状态反馈增益阵K的引入不增加系统的维数,但可通过K的选择自由地改变闭环系统的特征值,从而是系统获得所要求的性能。
场合:(2)输出反馈:特点:1、采用输出矢量y构成线性反馈律;2、在技术实现上的方便性;3、输入反馈的HC和状态反馈的K相当,由于m<n,H可供选择的自由度远比K小,所以输入反馈只相当于一种部分状态反馈,只有当C=I时,HC=K,才能等同于全状态反馈,因此在不增加补偿器的情况下,输入反馈的效果不如状态反馈。
4、不增加系统的维数;5、不增加新的状态变量;6、反馈增益阵是常矩阵,反馈为线性反馈;7、不改变受控系统的能控性和能观性;8、对于完全能控的单输入-单输出系统不能实现闭环极点的任意配置;9、系统输出反馈能镇定的充要条件是其结构分解中的能控且能观子系统是输出反馈能镇定的,其余子系统是渐近稳定的。
作用:输出反馈增益阵H可以改变闭环系统的特征值,从而改变系统的控制性能;场合:(3)从输出到状态矢量导数•x:特点:1、加入从输出y到状态矢量导数的反馈增益阵G;2、不增加新的状态变量;3、反馈增益阵是常矩阵,反馈为线性反馈;3、对系统实现闭环极点任意配置的充要条件是该系统完全能观;4、系统能镇定的充要条件是其不能观子系统为渐近稳定。
作用:通过选择矩阵G改变系统的闭环特征值,从而影响系统的特性。
场合:(4)动态补偿器:特点:1、通过引入动态子系统来改善系统性能,这种动态子系统称为动态补偿器;2、系统维数等于受控系统和动态补偿器二者维数之和;3、具有串联连接和反馈连接两种形式,采用反馈连接比串联连接容易获得更好的性能;4、对于完全能控的单输入-单输出系统能实现闭环极点的任意配置的条件是1)该系统完全能观,2)动态补偿器的阶数为n-1(如果不要求“任意”配置,则动态补偿器的阶数可以进一步降低)作用:改善系统性能。
场合:使用状态观测器的状态反馈系统。
(5)前馈补偿器:特点:1、串接一个在待解耦系统的前面,使串联组合系统的传递函数矩阵称为对角型的有理函数矩阵;2、会使系统的维数增加。
作用:在解耦系统的具体综合问题中,使系统解耦。
场合:应用在解耦系统的具体综合问题中。
(6)状态观测器:特点:1、以系统的输入u和输出y为其输出量;2、线性定常系统的状态观测器存在的充要条件是系统的不能观子系统为渐近稳定的;3、系统必须完全能观,或其不能观子系统是渐近稳定的;4、观测器应有足够宽的频带(但从抑制干扰的角度看,又希望频带不要太宽);5、观测器在结构上应尽可能简单,即具有尽可能低的维度,以便于物理实现;6、只要系统能控能观,则系统的状态反馈矩阵和观测器反馈矩阵可分别进行设计。
作用:解决了在确定性条件下受控系统的状态重构问题,从而使状态反馈成为一种可实现的控制律。
场合:应用于确定性条件下受控系统的状态重构问题。
第二题:控制器结构有哪些?具体的控制器有哪些,各有什么用?(PID类,超前-滞后类,陷波类,零极点对消类,小回路类(三回路干什么用?为什么?),前馈类,复合控制类)答:(一)控制器结构:1、串联校正;2、反馈校正;3、状态反馈校正:高阶系统需要较多的传感器来求得数目众多的状态变量,不经济;即使是低阶系统,往往也需要观测器来估计一部分状态变量;4、串联-反馈校正;5、前馈校正:控制器不在闭环里,所以原系统的特征根不受影响;前三个都是一自由度的结构,能实现的性能指标受到限制,4和5是二自由度结构。
(二)具体的控制器:1、PID类:控制量是误差信号的比例与积分和微分相加,容易在时域里实现和观察,这类控制器通常用时域方法来实现。
(1)PD控制器:特点:1、只需要两个运算放大器来实现;2、Kd越大,所需的电容值越大;3、他是一个高通滤波器;4、会放大高频噪声;5、通常会提高带宽和减少上升时间和调整时间;6、增大阻尼,减少超调量;7、增大增益裕度、相角裕度和Mr。
(2)PI控制器:特点:1、增大阻尼,减少超调;2、增加上升时间;3、减小带宽;4、增加增益裕度、相角裕度和Mr;5、过滤高频噪声;6、选择Ki和Kp使电路的电容值不至于过大很难;7、他是一个低通滤波器(3)PID控制器:特点:1、具有PI和PD的优点;2、是一个带通滤波器。
2、超前-滞后类:通常在频域里设计。
(1)相位超前控制器:特点:1、增加阻尼,通常降低上升和调整时间;2、会降低前向通道的传递函数靠近增益穿越频率的相位,从而增加相位裕度;3、减小前向通道传递函数的幅频特性曲线上在增益穿越频率处的斜率,从而增加增益和相角裕度;4、增加带宽,从而加快响应速度;5、不影响稳态误差;6、如果原系统不稳定或稳定裕度很小,使用单级超前控制会使带宽增加很多,从而难过滤从输入引入的噪声,但会对提高从靠近输出的地方引入的噪声的过滤能力,同时也会提高系统的鲁棒性;7、如果原系统不稳定或稳定裕度很小,使用单级超前控制很难奏效除非将放大器增益K设定为补偿 ,这将导致放大器增益很高,从而很不经济;8、单级超前可能会导致系统条件稳定;9、单级超前能补偿的相位不超过90度。
(2)相位滞后控制器:特点:1、增加系统的相对稳定性;2、减小带宽;3、增加上升时间和调整时间;4、系统对参数变化更敏感。
3、陷波类:1、用来消除非常靠近虚轴使系统震荡或不稳定的复极点;2、不必精确消除;3、能增加线性系统的稳定性;4、不影响系统的高频和低频性能。
(1)以零极点对消设计的陷波控制器;(2)陷波-相位滞后控制器;(3)陷波-PI控制器。
4、前馈类:1、一般与反馈同时作用使系统具有二自由度,这样反馈控制器中不能被过程传递函数消除的零点可以由前馈控制器来消除,同时保证闭环特征方程不变;2、也可以用前馈控制器来消除闭环传递函数中不受反馈控制器影响的极点;3、缺点是系统对前馈控制器的参数变化很敏感。
5、复合控制类:鲁棒控制器+前向控制器:1、提高系统的鲁棒性;2、减少噪声干扰。
6、小回路类:用快速回路来抑制干扰,而主回路由于种种原因一般都是窄带宽的。
(1)PID控制器:单独引入D到小回路里来(即速度反馈):1、效果和PD控制器相似,但其闭环传递函数比PD少一个零点,因此效果要好;2、对于一型系统,减少斜坡误差系数但不影响阶跃误差系数;(2)带有源滤波的小回路控制器:对于一型系统,减少斜坡误差系数但不影响阶跃误差系数。
(3)三回路:1、各环可以增加带宽,增加系统响应的快速性;2、尤其是内环可以增加该环输出随输入的跟随性,对于干扰也有很好地快速抑制作用。
(4)相位超前控制器;(5)相位滞后控制器;大作业:一、题目:二、初始参数及要求直流电机基本参数为:220V;13.6A;1480r/min;Ce=0.131v/(r/min);允许过载倍数λ=1.5;晶闸管装置:Ks=76;电枢回路总电阻R=6.58Ω; 时间常数:T l=0.018s,T m=0.25s,三相晶闸管整流电路的平均失控时间T s=0.00167s; 反馈系数:α=0.00337V/(r/min),β=0.4V/A;反馈滤波时间常数:Toi=0.005s,Ton=0.005s 稳态指标:在负载和电网电压的扰动下稳态无静差动态指标:电流超调量σi≤15%,电流调整时间t si≤0.7s;空载启动到额定转速时的转速超调量σn≤15%,转速调整时间t ss≤0.9s三、转速电流双闭环控制系统的组成系统中总共设置两个调节器,分别用来调节转速和电流。
转速负反馈和电流负反馈实现嵌套连接,转速调节器的输出当作电流调节器的输入,再利用电流调节器的输出控制电力电子变换器,从而形成转速、电流双闭环调速系统。
为了实现静、动态性能,调节器采用比例部分能够迅速响应控制作用,积分部分最终消除稳态偏差,因此两个调节器都采用PI调节器。
图1 双闭环直流调速系统的动态结构框图答:1、电流环的设计:首先应设计电流环的参数,因为它包含在速度环内。
如图1所示反电势反馈到电流环内部与电流环自身反馈形成了交叉反馈作用。
由于在实际系统中电磁时间常数远小于机电时间常数,电流的调节过程往往比转速的变化过程快得多。
反电势对电流环来说,只是一个变化缓慢的扰动,在电流调节器的快速调节过程中,可以认为反电势E 基本不变,即认为0≈∆E ,所以再设计电流环时,可以暂时不考虑反电势变化的动态作用,而将电势反馈作用断开,从而将电流环结构简化,如图2所示。
图2为使计算简便,再把反馈通道上的传递函数前移,得到图3。
图3可以看到,此时过程传递函数为()))()((1s 018.0100167.01s 005.06208.4s +++=s P 含有三个极点,其中极点s1=200,s2=598,远远大于s3=55.6,同时根据工程上的设计法,通常将电流环设计为一型系统,所以考虑用PID 控制器的零点消除这两个非主导极点,PID 控制器的形式设为()s1s 00167.01s 005.0s c ))((++=K G 。
这样加了PID 控制器之后的电流环开环传递函数为())(1s 018.0s s +=I K G ,是一个一型系统,按照要求超调量%15i ≤σ,所以选15%%106.0i <==σζ,这样,由241018.0ζ=I K 得,s K n I 7.0s 144.04t ,3.46,58.38s <====ωζω又有,满足要求。
则6208.4/I K K =≈8.35,最终PID 控制器的传递函数为()s ss G 0000697.0135.80557.0c ++=。
2、速度环的设计:1)经过上一步后,电流环的闭环传递函数为()58.38018.045.96s 2++=s s G d ,忽略高次项,上式可降阶近似为()58.3845.96s +=s G d ,近似条件为T K I 31cn ≤ω,其中cn ω为速度环开环频率特性的截止频率,T 为高次项的系数此时即为0.018。
2)此时,在像设计电流环时一样,把反馈通道的传递函数前移,则未加速度环控制器的速度环开环传递函数为)1005.0)(102592.0(685.1++s s s ,再把两个小时常数的惯性环节合并得)103092.0(s 685.1+s ,近似条件为005.002592.0131cn ⨯≤ω=29.28 3)选用PI 控制器:ss K G n n c ττ)1(0+=,校正后速度环开环传递函数为())103092.0(12++=s s K s G ns N n τ,其中685.1nn ⨯=τK K N 。