自动控制原理大作业报告

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自动控制实训作业总结报告

一、前言随着科技的不断发展，自动控制技术在我国得到了广泛的应用。

为了提高我国自动控制技术水平，培养具有实际操作能力的专业人才，我们学院特开设了自动控制实训课程。

通过本次实训，我对自动控制技术有了更深入的了解，以下是对本次实训的总结报告。

二、实训目的1. 了解自动控制的基本原理和常用控制方法；2. 掌握自动控制系统的设计和调试方法；3. 提高动手能力和实际操作技能；4. 培养团队协作精神和创新意识。

三、实训内容1. 自动控制基本原理：学习自动控制系统的组成、分类、工作原理等基本知识。

2. 常用控制方法：掌握比例控制、积分控制、微分控制、PID控制等常用控制方法。

3. 自动控制系统设计：学习自动控制系统的设计方法，包括系统结构设计、参数设计、控制器设计等。

4. 自动控制系统调试：掌握自动控制系统的调试方法，包括系统调试、控制器调试、参数调整等。

5. 自动控制实验：通过实验，验证所学理论知识，提高实际操作能力。

四、实训过程1. 理论学习：通过查阅资料、听讲等方式，了解自动控制的基本原理和常用控制方法。

2. 实验操作：在教师的指导下，进行自动控制系统设计和调试实验。

3. 团队协作：与团队成员共同完成实验任务，培养团队协作精神。

4. 交流讨论：与同学、教师交流学习心得，提高自身综合素质。

五、实训成果1. 掌握了自动控制的基本原理和常用控制方法。

2. 学会了自动控制系统的设计和调试方法。

3. 提高了动手能力和实际操作技能。

4. 培养了团队协作精神和创新意识。

六、实训体会1. 自动控制技术在我国有着广泛的应用前景，学习自动控制技术具有重要意义。

2. 实践是检验真理的唯一标准，通过实训，我对所学理论知识有了更深刻的认识。

3. 团队协作是完成实验任务的关键，学会与他人合作，才能取得更好的成果。

4. 学无止境，在今后的学习和工作中，我将继续努力，不断提高自身素质。

七、总结本次自动控制实训，使我受益匪浅。

通过实训，我对自动控制技术有了更深入的了解，提高了自己的动手能力和实际操作技能。

哈工大自动控制原理大作业

自动控制原理大作业1.题目在通常情况下，自动导航小车（AGV ）是一种用来搬运物品的自动化设备。

大多数AGV 都需要有某种形式的导轨，但迄今为止，还没有完全解决导航系统的驾驶稳定性问题。

因此，自动导航小车在行驶过程中有时会出现轻微的“蛇行”现象，这表明导航系统还不稳定。

大多数的AGV 在说明书中都声明其最大行驶速度可以达到1m/s ，但实际速度通常只有0.5m/s ,只有在干扰较小的实验室中，才能达到最高速度。

随着速度的增加，要保证小车得稳定和平稳运行将变得越来越困难。

AGV 的导航系统框图如图9所示，其中12=40ms =21ms ττ，。

为使系统响应斜坡输入的稳态误差仅为1%，要求系统的稳态速度误差系数为100。

试设计合适的滞后校正网络，试系统的相位裕度达到50 ，并估计校正后系统的超调量及峰值时间。

()R s ()Y s2.分析与校正主要过程2.1确定开环放大倍数K100)1021.0)(104.0(lim )(lim =++==s s s sK s sG K v （s →0）解得K=100)1021.0)(104.0(100++=s s s G s 2.2分析未校正系统的频域特性根据Bode 图：穿越频率s rad c /2.49=ω相位裕度︒---=⨯-⨯--=99.18)2.49021.0(arctan )2.4904.0(arctan 9018011γ 未校正系统频率特性曲线由图可知实际穿越频率为s rad c /5.34=ω2.3根据相角裕度的要求选择校正后的穿越频率1c ω现在进行计算：︒︒︒--=+=---55550)021.0(arctan )04.0(arctan 901801111c c ωω则取s rad c /101=ω可满足要求2.4确定滞后校正网络的校正函数由于11201~101c ωω）（=因此取s rad c /110111==ωω）（，则由Bode 图可以列出 40)1lg(20)1lg(40)110lg(2022+=+ωω 解得s rad /1.02=ω于是1.0=β 则滞后网络传递函数为1101)(++=s s s G c ，10=T 2.5验证已校正系统的相位裕度已校正系统的开环传递函数为：)110)(1021.0)(104.0()1(100)()(++++=s s s s s s G s G c 相位裕度︒----=-⨯-⨯-+-=2.51)100(arctan )10021.0(arctan )1004.0(arctan )10(arctan 901801111γ校正后的相位裕度大于50°，满足设计要求。

实验报告-自动控制原理

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〖分析பைடு நூலகம்：______________________________________________________________________
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说明：特征参数为比例增益K和微分时间常数T。
1)R2=R1=100KΩ, C2=0.01µF，C1=1µF；特征参数实际值：K=______，T=________。
波形如下所示：
2)R2=R1=100KΩ, C2=0.01µF，C1=0.1µF；特征参数实际值：K= 1，T=0.01。
波形如下所示：
四、实验心得体会
实验报告
班级
姓名
学号
所属课程
《自动控制原理》
课时
2
实践环节
实验3控制系统的稳定性分析
地点
实字4#318
所需设备
电脑、工具箱
一、实验目的
1.观察系统的不稳定现象。
2.研究系统开环增益和时间常数对稳定性的影响
3.学习用MATLAB仿真软件对实验内容中的电路进行仿真。
2、实验步骤
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自动控制原理大作业,DOC

自动控制原理大作业,D O C(总8页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除恒温箱自动控制系统的分析与实现（北京通大学机械与电子控制工程学院，北京 100044）摘要：本文的主要内容是对恒温箱自动控制系统结构图进行分析，画出结构框图，算出传递函数。

在对恒温箱自动控制系统仿真的基础上，在控制器选择，执行机构选型，对象的建模与时域和频域分析等方面进行全面、综合的分析，并对其进行频域校正，针对系统存在的问题找到合适的解决办法，构建校正网络电路，从而使得系统能够满足要求的性能指标。

关键词：增益系统传递函数频域分析频域校正Constant temperature box automatic control system analysis andImplementationZhang Xinjie,Jia Chengcheng,Xian Zhuo,Zhou Jing,Shi Zhen (School of Mechanical, Electronic and Control engineering, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044，China)Abstract：The system is mainly to solve the problem of constant temperature box automatic control system structure diagram analysis, draw the structure diagram, calculate the transfer function. In the constant temperature box automatic control system based on the simulation, in the controller, actuator selection, object modeling and analysis of time domain and frequency domain and other aspects of a comprehensive, integrated analysis, and carries on the frequency domain correction system, aiming at the existing problems to find a suitable solution, constructing a calibration network circuit, thereby enabling the system to to meet the requirements of performance index.Key words: gain transfer function of the system frequency domain analysis frequency domain correction1 工作原理及性能要求恒温箱自动控制系统的工作原理图如图1所示。

自动控制原理大作业

自动控制原理大作业1.什么是自动控制？（填空）自动控制：是指在无人直接参与的情况下，利用控制装置操纵受控对象，是被控量等于给定值或按给定信号的变化规律去变化的过程。

2.自动控制系统的两种常用控制方式是什么？（填空）开环控制和闭环控制3.开环控制和闭环控制的概念？开环控制：控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系特点：开环控制实施起来简单，但抗扰动能力较差，控制精度也不高。

闭环控制：控制装置与受控对象之间，不但有顺向作用，而且还有反向联系，既有被控量对被控过程的影响。

主要特点：抗扰动能力强，控制精度高，但存在能否正常工作，即稳定与否的问题。

掌握典型闭环控制系统的结构。

开环控制和闭环控制各自的优缺点？（分析题：对一个实际的控制系统，能够参照下图画出其闭环控制方框图。

）4.控制系统的性能指标主要表现在哪三个方面？各自的定义？（填空或判断）（1）、稳定性：系统受到外作用后，其动态过程的振荡倾向和系统恢复平衡的能力（2）、快速性：通过动态过程时间长短来表征的（3）、准确性：有输入给定值与输入响应的终值之间的差值来表征的第二章1.控制系统的数学模型有什么？（填空）微分方程、传递函数、动态结构图、频率特性2.了解微分方程的建立？（1）、确定系统的输入变量和输入变量（2）、建立初始微分方程组。

即根据各环节所遵循的基本物理规律，分别列写出相应的微分方程，并建立微分方程组（3）、消除中间变量，将式子标准化。

将与输入量有关的项写在方程式等号的右边，与输出量有关的项写在等号的左边3.传递函数定义和性质？认真理解。

（填空或选择）传递函数：在零初始条件下，线性定常系统输出量的拉普拉斯变换域系统输入量的拉普拉斯变换之比4.七个典型环节的传递函数（必须掌握）。

了解其特点。

（简答）。

自动控制原理工作总结报告

一、前言随着科学技术的不断发展，自动控制技术在各个领域的应用越来越广泛。

本人在过去的一段时间里，通过学习和实践，对自动控制原理有了更深入的了解。

现将自动控制原理工作总结如下：二、工作内容1. 自动控制原理基础知识学习在本次工作中，我首先系统地学习了自动控制原理的基本概念、基本原理、基本方法等。

通过学习，我对自动控制系统的组成、工作原理、控制规律等有了全面的认识。

2. 自动控制系统分析通过对自动控制系统的分析，我了解了系统的稳定性、快速性、准确性等性能指标，以及如何通过调整系统参数来优化这些性能。

同时，我还学习了系统数学模型、传递函数、频率响应等方面的知识。

3. 自动控制系统的设计在自动控制系统设计方面，我学习了控制器设计、执行机构设计、传感器设计等。

通过对实际案例的分析，我掌握了控制器参数整定、执行机构选型、传感器选型等关键环节。

4. 自动控制系统的应用实践为了更好地掌握自动控制原理，我参与了实际项目的实践。

在项目中，我负责对自动控制系统进行调试、优化，确保系统稳定运行。

通过实践，我对自动控制原理有了更深刻的认识。

三、工作成果1. 理论知识方面通过对自动控制原理的学习，我对自动控制系统的基本概念、基本原理、基本方法等有了全面、系统的掌握。

这为我今后的学习和工作打下了坚实的基础。

2. 实践能力方面在项目实践中，我锻炼了自己的动手能力和解决问题的能力。

通过调试、优化自动控制系统，我学会了如何根据实际需求选择合适的控制器、执行机构、传感器等，确保系统稳定运行。

3. 团队协作能力方面在项目实践中，我学会了与团队成员有效沟通、协作，共同解决问题。

这为我今后在团队中发挥重要作用奠定了基础。

四、不足与改进1. 理论知识方面：虽然我对自动控制原理有了全面、系统的掌握，但在某些方面仍存在不足，如控制器设计、执行机构设计等。

今后，我将加强这方面的学习，提高自己的理论水平。

2. 实践能力方面：在项目实践中，我遇到了一些实际问题，如系统调试、优化等。

自动控制原理实验报告

自动控制原理实验报告 Final revision on November 26, 2020实验报告课程名称：自动控制原理实验项目：典型环节的时域相应实验地点：自动控制实验室实验日期： 2017 年 3 月 22 日指导教师：乔学工实验一典型环节的时域特性一、实验目的1.熟悉并掌握TDN-ACC+设备的使用方法及各典型环节模拟电路的构成方法。

2.熟悉各种典型环节的理想阶跃相应曲线和实际阶跃响应曲线。

对比差异，分析原因。

3.了解参数变化对典型环节动态特性的影响。

二、实验设备PC 机一台，TD-ACC+(或TD-ACS)实验系统一套。

三、实验原理及内容下面列出各典型环节的方框图、传递函数、模拟电路图、阶跃响应，实验前应熟悉了解。

1．比例环节 (P) (1)方框图 (2)传递函数：K S Ui S Uo =)()((3)阶跃响应：)0()(≥=t K t U O 其中 01/R R K =(4)模拟电路图：(5)理想与实际阶跃响应对照曲线： ① 取R0 = 200K ；R1 = 100K 。

② 取R0 = 200K ；R1 = 200K 。

2．积分环节 (I) (1)方框图(2)传递函数：TSSUiSUo1)()(=(3)阶跃响应：)0(1)(≥=ttTtUo其中CRT=(4)模拟电路图(5) 理想与实际阶跃响应曲线对照：①取R0 = 200K；C = 1uF。

②取R0 = 200K；C = 2uF。

3．比例积分环节 (PI)(1)方框图：(2)传递函数：(3)阶跃响应：(4)模拟电路图：(5)理想与实际阶跃响应曲线对照：①取 R0 = R1 = 200K；C = 1uF。

理想阶跃响应曲线实测阶跃响应曲线无穷②取 R0=R1=200K ；C=2uF 。

理想阶跃响应曲线实测阶跃响应曲线4．惯性环节 (T) (1) 方框图 (2) 传递函数：1)()(+=TS KS Ui S Uo 。

自动控制实训作业报告总结

随着科技的不断发展，自动控制技术在工业、交通、医疗等领域得到了广泛应用。

为了提高我们对自动控制理论知识的理解，增强实际操作能力，我们进行了为期两周的自动控制实训。

本次实训旨在通过实际操作，加深对自动控制基本原理、控制系统的设计与调试方法的理解，培养我们的动手能力和团队协作精神。

二、实训内容与过程1. 实训内容本次实训主要包括以下内容：（1）自动控制基本原理的学习：了解自动控制的基本概念、控制系统的类型、传递函数等基本理论。

（2）典型环节的模拟：利用自动控制实训箱模拟典型环节，如比例环节、积分环节、微分环节等，学习各环节的特性及其在控制系统中的作用。

（3）控制系统设计与调试：根据实际需求设计控制系统，并利用实训箱进行调试，观察系统动态响应，分析系统性能。

（4）系统稳定性分析：学习系统稳定性分析方法，如奈奎斯特判据、根轨迹法等，对设计的控制系统进行稳定性分析。

2. 实训过程（1）理论学习：首先，我们对自动控制基本原理进行了深入学习，通过查阅资料、课堂讲解等方式，掌握了相关理论知识。

（2）实训操作：在理论学习的指导下，我们开始进行实训操作。

首先，在实训老师的指导下，熟悉实训箱的各个功能模块，了解各模块的作用。

然后，按照实训指导书的要求，进行典型环节的模拟实验，观察系统动态响应，分析各环节的特性。

（3）控制系统设计与调试：在实训老师的指导下，我们根据实际需求，设计并调试控制系统。

首先，根据系统要求，选择合适的控制器和执行机构。

然后，利用实训箱进行调试，观察系统动态响应，分析系统性能。

在调试过程中，我们遇到了一些问题，通过查阅资料、讨论等方式，最终解决了这些问题。

（4）系统稳定性分析：在控制系统调试完成后，我们利用奈奎斯特判据、根轨迹法等方法对系统进行稳定性分析，确保系统稳定可靠。

1. 实训成果通过本次实训，我们取得了以下成果：（1）掌握了自动控制基本原理，提高了对控制系统的理解。

（2）学会了典型环节的模拟方法，能够根据实际需求进行控制系统设计。

自动控制原理实验报告

自动控制原理实验报告姓名班级学号指导教师1自动控制原理实验报告（一）一．实验目的1.了解掌握各典型环节模拟电路的构成方法、传递函数表达式及输出时域函数表达式。

2.观察分析各典型环节的阶跃响应曲线，了解各项电路参数对典型环节动态特性的影响。

3.了解掌握典型二阶系统模拟电路的构成方法及Ⅰ型二阶闭环系统的传递函数标准式。

4.研究Ⅰ型二阶闭环系统的结构参数--无阻尼振荡频率ωn 、阻尼比ξ对过渡过程的影响。

5.掌握欠阻尼Ⅰ型二阶闭环系统在阶跃信号输入时的动态性能指标σ%、t p 、t s 的计算。

6.观察和分析Ⅰ型二阶闭环系统在欠阻尼、临界阻尼、过阻尼的瞬态响应曲线，及在阶跃信号输入时的动态性能指标σ%、t p 值，并与理论计算值作比对。

二．实验过程与结果1.观察比例环节的阶跃响应曲线1.1模拟电路图1.2传递函数(s)G(s)()o i U K U s == 10R K R =1.3单位阶跃响应U(t)K 1.4实验结果1.5实验截图2342.观察惯性环节的阶跃响应曲线2.1模拟电路图2.2传递函数(s)G(s)()1o i U KU s TS ==+10R K R =1T R C =2.3单位阶跃响应0(t)K(1e)tTU-=-2.4实验结果2.5 实验截图5673.观察积分环节的阶跃响应曲线3.1模拟电路图3.2传递函数(s)1G(s)()TS o i U U s ==i 0T =R C3.3单位阶跃响应01(t)i U t T =3.4 实验结果3.5 实验截图89104.观察比例积分环节的阶跃响应曲线4.1模拟电路图4.2传递函数0(s)1(s)(1)(s)i i U G K U T S ==+10K R R =1i T R C=4.3单位阶跃响应1 (t)(1)U K tT=+ 4.4实验结果4.5实验截图1112135.观察比例微分环节的阶跃响应曲线5.1模拟电路图5.2传递函数0(s)1(s)()(s)1i U TSG K U S τ+==+12312(R )D R R T CR R =++3R C τ=120R R K R +=141233(R //R )R D K R +=0.06D D T K sτ=⨯=5.3单位阶跃响应0(t)()U KT t Kδ=+5.4实验结果截图6.观察比例积分微分（PID ）环节的响应曲线6.1模拟电路图156.2传递函数0(s)(s)(s)p p p d i i K U G K K T S U T S ==++123212(R )C d R R T R R =++i 121(R R )C T =+120p R R K R +=1233(R //R )R D K R +=32R C τ= D D T K τ=⨯6.3单位阶跃响应0(t)()p p D p K U K T t K tTδ=++6.4实验观察结果截图16三．实验心得这个实验，收获最多的一点：就是合作。

自动控制原理大作业完成版

一、设计任务书设计任务是考虑到飞机的姿态控制问题，姿态控制转换简化模型如图所示，当飞机以4倍音速在100000英尺高空飞行，姿态控制系统的参数分别为：4,0.1,0.1,0.111====a a aK ωεωτ设计一个校正网络(),s G c 使系统的阶跃响应超调量小于5%，调节时间小于5s （按2%准则）2、计算机辅助设计（1）simulink仿真框图Simulink仿真框图双击scope显示图像，观察阶跃相应是否达到指标放大图像观察超调量为s t s p 7.4%,3==σ满足要求（2）绘制bode 图校正前的bode图校正后的bode图（3）绘制阶跃相应曲线校正前的阶跃相应曲线校正后的阶跃相应曲线三、校正装置电路图前面为放大装置放大25倍，后面为超前补偿电路，它自身的K 为0.1，相乘之后为指标中的2.5，校正装置电路完成160)16(5.2++=s s G c 。

四、设计结论设计的补偿网络为160)16(5.2++=s s G c 。

经过仿真得出超调量为s t s p 7.4%,3==σ满足要求。

五、设计后的心得体会实际的控制系统和我们在书中看到的标准系统差别很大，参数的要求比书中要求相对要苛刻，在设计校正网络的过程中，遇到很多困难超前滞后用根轨迹法无法求出，只能用simulink 画出仿真框图，通过经过一定的计算大概确定某些参数，通过不断地尝试修改，才能最终得到满足指标要求的阶跃相应曲线，很多时候现实中的参数没有书中的参数给的那么简单，会遇到很多难以想象的复杂状况，所以我们学习控制原理关键是学习怎么处理，如何应用好软件来配合完成系统的设计，现代控制理论不能单纯的通过简单的计算得出结论的，需要我们熟练运用软件来辅助设计，这样我们才能设计好一个校正网络。

附录：绘制bode图程序：g1=tf(16*[1.1],[1,2,16,0]);margin(g1)g2=tf(400*[1,7,6],[1,62,136,960,0]); margin(g2)绘制阶跃相应程序g1=tf(16*[1.1],[1,2,16,0]);h=tf([1],[1]);gc1=feedback(g1,h);t=0:0.01:10;step(gc1,t);gridg2=tf(400*[1,7,6],[1,62,136,960,0]); h=tf([1],[1]);gc2=feedback(g2,h);t=0:0.01:10;step(gc2,t);grid。

自动控制原理实验报告(二)

自动控制原理实验报告(二)时间：2013年6月日地点：实验人（签名）：同组人：实验结果确认及设备验收（签名）：2013年6月日1 实验名称：1)比例微分环节2)二阶系统瞬态响应和稳定性2 实验目的：1)了解相似性原理的基本概念；2)掌握用运算放大器构成各种常用的典型环节的方法；3)掌握各类典型环节的输入和输出时域关系及相应传递函数的表达形式；4)熟悉各典型环节的参数（K、T）；5)学会时域法测量典型环节参数的方法；6)学习瞬态性能指标的测试技能；7)了解参数对系统瞬态性能及稳定性的影响。

3 实验内容：1)用运算放大器构成比例微分环节；2)在阶跃输入信号作用下，记录各环节的输出波形，写出输入输出之间的时域数学关系；3)在运算放大器上实现各环节的参数变化；4)构造典型二阶系统原理电路图；5)观测不同参数下二阶系统的阶跃响应并测出性能指标：超调量，峰值时间，调节时间。

比例微分环节电路为了便于观察比例微分的阶跃响应曲线，本实验增加了一个小惯性环节，其模拟电路如图3-1-5所示。

图3-1-5 典型比例微分环节模拟电路比例微分环节+惯性环节的传递函数：)11((S)(S)(S)STS K U U G i O τ++==微分时间常数：C R R R R R )(T 32121D ++= 惯性时间常数： C R 3=τ 021R R R K +=3321D )//(R K R R R +=0.06S K T D D =⨯=τ 单位阶跃响应：K t KT t U +=)()(0δ二阶系统瞬态响应和稳定性二阶闭环系统模拟电路如图3-1-7所示，它由积分环节（A2单元）和惯性环节（A3单元）的构成，其积分时间常数Ti=R 1*C 1=1秒，惯性时间常数 T=R 2*C 2=0.1秒。

图3-1-7 Ⅰ型二阶闭环系统模拟电路该电路的开环传递函数为：Rk R R K S S KTS TiS K S G 100)11.0()1()(2==+=+=其中该电路的闭环传递函数为：KS S K S S s n n n 1010102)(2222++=++=ωξωωφ4 实验步骤： 1) 根据原理图构造实验电路，检查完好后开电源开始实验。

自动控制原理实验报告

一、实验目的1. 理解自动控制原理的基本概念，掌握自动控制系统的组成和基本工作原理。

2. 熟悉自动控制实验设备，学会使用相关仪器进行实验操作。

3. 通过实验验证自动控制理论在实际系统中的应用，加深对理论知识的理解。

二、实验原理自动控制原理是研究自动控制系统动态过程及其控制规律的科学。

实验主要验证以下原理：1. 线性时不变系统：系统在任意时刻的输入与输出之间关系可用线性方程表示，且系统参数不随时间变化。

2. 稳定性：系统在受到扰动后，能够逐渐恢复到稳定状态。

3. 控制器设计：通过控制器的设计，使系统满足预定的性能指标。

三、实验设备1. 自动控制实验台2. 计算机及控制软件3. 测量仪器（如示波器、信号发生器、数据采集器等）四、实验内容1. 线性时不变系统阶跃响应实验2. 线性时不变系统频率响应实验3. 控制器设计实验五、实验步骤1. 线性时不变系统阶跃响应实验（1）搭建实验电路，连接好相关仪器；（2）设置输入信号为阶跃信号，观察并记录输出信号；（3）分析阶跃响应曲线，计算系统动态性能指标。

2. 线性时不变系统频率响应实验（1）搭建实验电路，连接好相关仪器；（2）设置输入信号为正弦信号，改变频率，观察并记录输出信号；（3）分析频率响应曲线，计算系统频率特性指标。

3. 控制器设计实验（1）根据系统性能指标，选择合适的控制器类型；（2）搭建实验电路，连接好相关仪器；（3）调整控制器参数，观察并记录输出信号；（4）分析控制器效果，验证系统性能指标。

六、实验结果与分析1. 线性时不变系统阶跃响应实验（1）实验结果：绘制阶跃响应曲线，计算系统动态性能指标；（2）分析：与理论值进行对比，验证系统动态性能。

2. 线性时不变系统频率响应实验（1）实验结果：绘制频率响应曲线，计算系统频率特性指标；（2）分析：与理论值进行对比，验证系统频率特性。

3. 控制器设计实验（1）实验结果：调整控制器参数，观察并记录输出信号；（2）分析：验证系统性能指标，评估控制器效果。

自动控制原理实验报告

自动控制原理实验报告实验目的本次自动控制原理实验的目的是通过对传统反馈控制系统的模拟和实现，了解并掌握基本的控制原理和控制器设计方法，进一步深化对自动控制理论的理解。

实验装置本次实验使用的是一台水位控制系统，该系统由电源、电机、计量储水罐、信号检测器、PID控制器、水泵等组成。

电源将电能转换为机械能，通过水泵将水流入到计量储水罐中，信号检测器对储水罐中的水位进行检测并反馈给PID控制器，PID控制器对信号进行处理并控制电机的转速，从而实现对水位的控制。

实验步骤1. 确定实验参数在进行实验之前，首先需要确定实验的一些参数，如PID控制器的比例系数、积分系数以及微分系数等。

这需要根据具体实验情况进行设定，以确保控制系统具有良好的稳定性和响应能力。

2. 实施控制将水泵开启，令水流入计量储水罐中，同时PID控制器对信号进行处理，调节电机的转速以控制水位。

实验过程中需要注意及时进行系统动态的监控和调整，以确保控制系统的稳定性和故障排除。

3. 结束实验并分析结果实验结束后，需要对实验结果进行分析，包括控制系统的响应速度、稳定性以及对参数的灵敏度等。

通过对实验数据的收集和分析，可以进一步提高对自动控制理论的理解和应用能力。

实验结果分析本次实验中，我们实现了对水位的控制，并对PID控制器的参数进行了设定和调整。

实验结果表明，我们所设计的控制系统具有较好的稳定性和响应能力，并且对参数的灵敏度较高。

同时，通过实验数据的分析，我们也发现了一些问题和不足之处，如控制系统的动态响应速度过慢等，这需要我们在实际应用中加以改进和完善。

结论本次自动控制原理实验通过实现对水位的控制，进一步加深了对自动控制理论的理解，掌握了基本的控制原理和控制器设计方法。

同时，通过实验数据的分析和总结，也为今后在自动控制领域的实际应用提供了一定的参考和指导。

自动控制实训作业报告

一、实训目的本次自动控制实训旨在通过实际操作，加深对自动控制理论知识的理解，提高动手能力和实际应用能力。

通过实训，学生能够掌握自动控制系统的基本组成、工作原理，以及常用控制器的调试方法。

同时，通过设计简单的控制电路，培养学生的创新思维和解决实际问题的能力。

二、实训环境实训环境为实验室，配备有自动控制系统实训箱、示波器、信号发生器、数字万用表等设备。

三、实训原理自动控制系统主要由控制器、执行器、被控对象和反馈元件组成。

控制器根据输入信号与反馈信号的偏差，产生控制信号，驱动执行器对被控对象进行调节，使被控对象的输出信号满足预定要求。

四、实训过程1. 实训一：熟悉自动控制系统实训箱首先，对自动控制系统实训箱进行熟悉，了解各个组件的功能和连接方式。

实训箱包括输入信号源、反馈元件、控制器、执行器等部分。

2. 实训二：阶跃响应实验通过调整控制器参数，观察系统的阶跃响应曲线，分析系统的稳定性、快速性和准确性。

（1）搭建实验电路，连接信号发生器、控制器、反馈元件和执行器。

（2）输入阶跃信号，观察系统的输出响应。

（3）调整控制器参数，重复步骤（2），分析不同参数对系统性能的影响。

3. 实训三：PID控制器调试学习PID控制器的原理，通过调整比例、积分和微分参数，使系统达到期望的响应性能。

（1）搭建PID控制器实验电路。

（2）输入阶跃信号，观察系统的输出响应。

（3）调整PID参数，重复步骤（2），分析不同参数对系统性能的影响。

4. 实训四：设计简单的控制电路根据实际需求，设计简单的控制电路，如过载保护电路、温度控制电路等。

（1）分析控制需求，确定电路功能。

（2）设计电路原理图。

（3）搭建实验电路，进行测试和调试。

五、实训结果1. 成功搭建了自动控制系统实训电路，并进行了阶跃响应实验和PID控制器调试。

2. 掌握了阶跃响应曲线的分析方法，能够根据曲线判断系统的稳定性、快速性和准确性。

3. 熟悉了PID控制器的原理和调试方法，能够根据实际需求调整控制器参数。

自动控制原理_实验报告

一、实验目的1. 理解自动控制系统的基本概念和组成；2. 掌握典型环节的传递函数和响应特性；3. 熟悉PID控制器的原理和参数整定方法；4. 通过实验验证理论知识的正确性，提高实际操作能力。

二、实验设备1. 自动控制原理实验箱；2. 示波器；3. 数字多用表；4. 个人电脑；5. 实验指导书。

三、实验原理自动控制系统是一种根据给定输入信号自动调节输出信号的系统。

它主要由控制器、被控对象和反馈环节组成。

控制器根据被控对象的输出信号与给定信号的偏差，通过调节控制器的输出信号来改变被控对象的输入信号，从而实现对被控对象的控制。

1. 典型环节（1）比例环节：比例环节的传递函数为G(s) = K，其中K为比例系数。

比例环节的响应特性为输出信号与输入信号成线性关系。

（2）积分环节：积分环节的传递函数为G(s) = 1/s，其中s为复频域变量。

积分环节的响应特性为输出信号随时间逐渐逼近输入信号。

（3）比例积分环节：比例积分环节的传递函数为G(s) = K(1 + 1/s)，其中K为比例系数。

比例积分环节的响应特性为输出信号在比例环节的基础上，逐渐逼近输入信号。

2. PID控制器PID控制器是一种常用的控制器，其传递函数为G(s) = Kp + Ki/s + Kd(s/s^2)，其中Kp、Ki、Kd分别为比例系数、积分系数和微分系数。

PID控制器可以实现对系统的快速、稳定和精确控制。

四、实验内容及步骤1. 实验一：典型环节的阶跃响应（1）搭建比例环节电路，观察并记录输出信号随时间的变化曲线；（2）搭建积分环节电路，观察并记录输出信号随时间的变化曲线；（3）搭建比例积分环节电路，观察并记录输出信号随时间的变化曲线。

2. 实验二：PID控制器参数整定（1）搭建PID控制器电路，观察并记录输出信号随时间的变化曲线；（2）通过改变PID控制器参数，观察并分析系统响应特性；（3）根据系统响应特性，整定PID控制器参数，使系统达到期望的响应特性。

自动控制原理实验报告

自动控制原理实验报告实验报告：自动控制原理一、实验目的本次实验的目的是通过设计并搭建一个简单的自动控制系统，了解自动控制的基本原理和方法，并通过实际测试和数据分析来验证实验结果。

二、实验装置和仪器1. Arduino UNO开发板2.电机驱动模块3.直流电机4.旋转角度传感器5.杜邦线6.电源适配器三、实验原理四、实验步骤1. 将Arduino UNO开发板与电机驱动模块、旋转角度传感器和直流电机进行连接。

2. 编写Arduino代码，设置电机的控制逻辑和旋转角度的反馈机制。

3. 将编写好的代码上传至Arduino UNO开发板。

4.将电源适配器连接至系统，确保实验装置正常供电。

5.启动实验系统并观察电机的转动情况。

6.记录电机的转动角度和实际目标角度的差异，并进行数据分析。

五、实验结果和数据分析在实际操作中，我们设置了电机的目标转动角度为90度，待实验系统运行后，我们发现电机实际转动角度与目标角度存在一定的差异。

通过对数据的分析，我们发现该差异主要由以下几个方面导致：1.电机驱动模块的响应速度存在一定的延迟，导致电机在到达目标角度时出现一定的误差。

2.旋转角度传感器的精度有限，无法完全准确地测量电机的实际转动角度。

这也是导致实际转动角度与目标角度存在差异的一个重要原因。

3.电源适配器的稳定性对电机的转动精度也有一定的影响。

六、实验总结通过本次实验，我们了解了自动控制的基本原理和方法，并通过实际测试和数据分析了解了自动控制系统的运行情况。

同时，我们也发现了实际系统与理论预期之间存在的一些差异，这些差异主要由电机驱动模块和旋转角度传感器等因素引起。

为了提高自动控制系统的精度，我们需要不断优化和改进这些因素，并进行相应的校准和调试。

实验的结果也提醒我们，在实际应用中，需要考虑各种因素的影响，以确保自动控制系统的可靠性和准确性。

自动控制原理大作业设计报告

图一
二、设计过程
计算过程：由题意及方框图可以得出： G0 (S)
4 s(s 1)(0.1s 1) ，所以由传递函数可知：
4 20 lg , 0 w 1; w 4 L 0 ( w ) 20 lg 2 ,1 w 10 ; w 4 20 lg ,10 w ; 3 0 .1w
解得： w c 2，于是
0 900 arctan2 arctan0.2 15.26
；
设超前校正
1 s 1 aTs 1 w1 G c (s) ( a 1) 1 Ts 1 s 1 w2
则
m ' 0 450 15.260 150
w2 7.76rad / s
得到超前校正网络为：
1 s 1 1 . 28 G c s 1 s 1 7 . 67
；
于是与原系统串联，得到校正之后的开环传递函数为：
1 s 1 4 Ge (s) Gc (s) G0 (s) 1.28 1 ； s 1 s(s 1)(0.1s 1) 7.76
有
取
m 44.740
a
又由由
L0 wc 10lga 0dB

'
1sinm 5.75 1sinm
得到
wc 1.29rad / s
'
w1
1 ' wc 1.28rad / s a
w2
取
a w1 7 . 67 rad / s
w1 1.28rad / s
由图可以看出校正后系统对单位阶跃相应信号振荡的幅度减弱，超调量减小，过渡时间减小；对单位斜坡信号稳态速度误差非常小，校正结果较好。

自动控制原理大作业报告

背景：卫星通讯具有通讯距离远、覆盖范围大、通讯方式灵活、质量高、容量大、组网迅速基本不受地理和自然环境限制等一系列优点。

近来，采用小口径天线的车载卫星天线得到越来越广泛的应用。

系统采用8052单片机，对步进电动机运转和锁定进行有效控制。

在我做的大作业中选取了其中自动控制的部分进行分析和校正。

系统的提出：天线方位角位置随动系统建摸系统的原理图如图所示。

系统的任务是使输出的天线方位角θ0(t)跟踪输入方位角θi(t)的变化，试建立该系统的数学模型。

系统的参数值如下：电源电压V=10v；功率放大器的增益和时间常数K1=1，T1=0.01s；伺服电动机的电枢回路电阻Rd =8Ω，转动惯量Ja=0.02Kg m2，粘性摩擦系数f a=0.01N m s/rad，反电势系数C e=0.5V s/rad，转矩系数C m=0.5N m/A；减速器各齿轮的齿数为Z1=25，Z2= Z3=250；负载端的转动惯量JL=1 Kg m2粘性摩擦系数fL=1N m s/rad。

预定目标：阶跃响应的稳态误差为0，斜坡响应的稳态误差小于5%，阶跃响应的超调量小于25%，调节时间小于0.5s解：采用组合系统建摸法，根据原理图可以将系统划分为六个环节：输入电位器，差分放大器，功率放大器，电动机，减速器和输出电位器。

首先建立各个环节的数学模型，然后将它们组合起来则可得系统的数学摸型。

1环节的数学模型(1) 输入电位器与输出电位器由于输入电位器与输出电位器的线路和电位器的结构均相同，故这两个环节的传递函数是一样的。

对电位器环节的输出电压与输入角位移的特性进行线性化处理则可视其为一比例环节。

由图可知；当动触头位于电位器中心时其输出电压为零；朝前或朝后转动5圈其输出电压变化均为10V。

于是可得它们的传递函数为(2) 差分放大器与功率放大器放大器通常工作在放大状态，可不考虑饱和的影响。

差分放大器的时间常数比起功率放大器以及系统的其他环节的时间常数要小得多，可以忽视不计。