自动控制原理课程设计题目(1)
自动控制原理课程设计题目-V1
自动控制原理课程设计题目-V1正文：自动控制原理一直是工科专业中非常重要的一门课程，通过学习这门课程，不仅能够熟悉自动控制的基本原理和方法，还能提高学生的实际应用能力。
在课程的学习过程中，课程设计是一个非常重要的部分，设计一个好的课程题目能够加深学生对知识的理解和应用，同时也可以提升学生的创新能力和实际解决问题的能力。
一、基于微处理器的PID控制器设计这个题目要求学生在掌握PID控制原理的基础上，进一步了解微处理器的工作原理和控制方法，在此基础上设计一个能够实现PID控制的微处理器控制器。
此项目对学生的电子电路设计能力和编程能力提出了很高的要求，但是通过这个项目学生能够更深入的了解PID控制的本质，并在实际中掌握使用微处理器控制PID控制器的方法。
二、基于遗传算法的控制器优化设计在自动控制中，常常需要对控制器的参数进行优化，以达到更好的控制效果。
如果使用传统的方法进行控制器参数的优化，往往需要大量的试验和计算，而且效果未必能够达到最优。
因此，这个题目要求学生使用遗传算法对控制器进行优化设计，在此基础上实现一个自适应控制器。
通过这个项目的实践，学生能够更好地掌握遗传算法的基本原理和方法，并深入掌握自适应控制器的设计方法。
三、基于模糊控制的机器人路径规划机器人路径规划是机器人控制中非常关键而又常用的问题，如果能够设计一个高效且精确的机器人路径规划算法，可以大大提高机器人的工作效率。
这个题目要求学生掌握模糊控制的基本原理和方法，在此基础上设计一个能够实现机器人路径规划的模糊控制算法。
通过这个项目的实践，学生能够更好地掌握模糊控制的设计思路和方法，并提高对实际问题的解决能力。
以上三个课程设计题目都非常具有挑战性和实际意义，通过学生对这些题目的研究，不仅可以提高学生的理论水平，还能够让学生更加熟悉自动控制领域的实际应用情况。
当然，在项目的实践过程中，不可避免地会遇到一些困难和问题，但是这些问题和困难恰恰是学生实际应用能力的锻炼机会，只有在实践中不断摸索，才能更好的掌握自动控制原理的本质和实际应用。
自动控制原理课程设计题目(A)
自动控制原理课程设计题库
自动化专业课程设计题目一、设单位反馈随动系统开环传递函数为（new1.m ）)1001.0)(1002.0)(1008.0(500)(0+++=s s s s s G1、画出未校正系统的Bode 图，分析系统是否稳定2、画出未校正系统的根轨迹图，分析闭环系统是否稳定3、设计系统的校正装置，使系统达到下列指标 （1）超调量<35%，（2）调整时间<0.8s ，（3）相角稳定裕度>40deg ，（4）幅值稳定裕度>30dB4、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图5、给出校正装置的传递函数6、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析7、应用所学的知识分析调节器对系统性能的影响。
二、设单位反馈系统开环传递函数为（new2.m ） )20)(5)(4)(2()10(160)(0+++++=s s s s s s G1、画出未校正系统的Bode 图，分析系统是否稳定2、画出未校正系统的根轨迹图，分析闭环系统是否稳定3、设计系统的校正装置，使系统达到下列指标：（1）超调量<25%，（2）调整时间<0.8s ，（3）相角稳定裕度>45deg ，（4）幅值稳定裕度>20dB 4、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图5、给出校正装置的传递函数6、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响。
三、一个小功率角度跟踪系统开环传递函数为（new3.m ）)1s T (s K 1s T K )s (G M 2L 10+⨯+=其中可调放大系数K 1=1，K 2=800，滤波器时间常数T L =0.25秒，伺服电机电机拖动系统时间常数T M =0.2秒。
1、画出未校正系统的Bode 图，分析系统是否稳定2、画出未校正系统的根轨迹图，分析闭环系统是否稳定3、设计一个校正装置进行串联校正。
要求校正后的系统满足指标：（1）超调量<15%，（2）调整时间<1.5s ，（3）相角稳定裕度>55deg ，（4）幅值稳定裕度>65dB 4、计算校正后系统的剪切频率ωcp 和-π穿频率ωcs 5、给出校正装置的传递函数数6、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响。
自动控制原理课程设计题目(1)要点
自动控制原理课程设计题目(1)要点
1. 题目背景：介绍自动控制的概念、作用和现实应用。
2. 设计目标：明确设计的目标和要求，如稳定性、响应速度、精度等。
3. 系统模型：建立系统的数学模型，包括传感器、执行器、控制器等部分，并确定各参数。
4. 控制策略：选择合适的控制策略，如比例积分控制、模糊控制，设计控制算法，确定控制器参数。
5. 系统仿真：利用仿真软件对系统进行仿真，检验系统的控制效果和稳定性，优化控制器参数。
6. 硬件实现：根据仿真结果，选择合适的硬件设备进行实现，进行测试和调试，验证系统的稳定性和控制效果。
7. 结果分析：对实验结果进行数据分析和讨论，总结控制策略的优点和不足，提出改进措施。
8. 实验报告：撰写实验报告，包括设计思路、仿真结果、实验步骤、实验数据和分析、结论等部分。
09级自动控制原理课程设计题目
09级自动控制原理课程设计题目1、减速直流电机角度控制将减速直流电机的轴通过联轴器与单圈电位器连接，利用电位器可以进行角度测量，设计功率驱动电路实现±12V线性放大，驱动电动机正反转，设计控制器实现0~300度角度控制，静态控制精度2%，超调＜10%。
2、舵机角度控制电路设计舵机内的减速直流电机的输出轴已经与单圈电位器的轴连接好，利用电位器可以进行角度测量，设计功率驱动电路实现±6V线性放大，驱动电动机正反转，设计控制器实现0~180度角度控制，控制精度2%，超调＜10%。
3、LED调光灯亮度控制设计LED线性驱动电路和光敏管进行亮度测量电路，再设计控制器来调节LED驱动电压，实现亮度的自动控制，控制精度2%，。
4、半导体制冷片温度控制设计半导体制冷片的线性驱动电路和热敏元件的测温电路，再设计控制器来调节制冷电压，实现温度控制，控制范围15~25度，控制精度±0.5度，超调＜10%。
5、线性电源的电压控制利用功率管和运放设计线性降压控制电路（不允许用稳压芯片），采用TL431作为基准电压发生器，设计控制器实现输出电压的控制，输入电压波动范围15~30V要求输出电压0~10V，最大电流0.5A，控制精度2%，超调＜5%。
6、直流电机调速系统设计利用直流电机和测速发电机机组，设计电动机线性驱动电路和测速电机滤波和衰减电路，再设计控制器实现电动机的速度控制，控制精度2%，超调量<5%。
7、可控硅水温控制器设计用热得快对热得快对水的温度控制，用热敏元件设计测温电路，功率元件用光耦MOC3020驱动双向可控硅BTA12进行交流电的功率调整，再设计控制器对水温进行控制，要求控制范围40~90度，控制精度2%，超调量<5%。
8、继电器水温控制器设计用热得快对热得快对水的温度控制，用热敏元件设计测温电路，功率元件继电器进行交流电的功率调整，再设计控制器对水温进行控制，要求控制范围40~90度，控制精度2%，超调量<5%。
自动控制原理课程设计-控制系统的综合设计
自动控制原理课程设计专业：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、设计内容针对二阶系统)1()(+=s s Ks W ，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11)(++-=Ts Ts K s W cc α，其中132R R R K c +=，1)(132432>++=αR R R R R ，C R T 4=，“-”号表示反向输入端。
若K c =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1.0)(≤∞e ，开环截止频率ωc ’≥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）利用对数坐标纸手工绘制校正前、后及校正装置对数频率特性曲线；4）设校正装置R 1=100K ，R 2=R 3=50K ，根据计算结果确定有源超前校正网络元件参数R 4、C 值；5）绘制引入校正装置后系统电路图（设给定的电阻和电容：R=100K ，C=1μF 、10μF 若干个）；6）利用Matlab 仿真软件辅助分析，绘制校正前、后及校正装置对cR R数频率特性曲线,并验算设计结果；7）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；8）利用自动控制原理实验箱完成硬件设计过程，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及手工绘制校正前、后对数频率特性；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）硬件设计过程及设计结果，给出结论。
自控课程设计题目
《自动控制原理》课程设计报告班级姓名学号年月日1、设单位反馈系统的开环传递函数为0()(1)KG s s s =+试设计一串联校正装置，使系统满足如下指标：（1）在单位斜坡输入下的稳态误差115ss e <；（2）截止频率c 7.5ω≥ (1/s)；（3）相角裕度γ≥45°。
2、设单位反馈系统的开环传递函数为0()(1)(0.251)KG s s s s =++要求校正后系统的静态速度误差系数Ｋv ≥5(1/s)，相角裕度γ≥45°，试设计串联校正装置。
3、设单位反馈系统的开环传递函数为040()(10.2)(10.0625)G s s s s =++若要求校正后系统的相角裕度为30°，幅值裕度为10～12(dB)，试设计串联校正装置。
4、控制系统如图所示：若要求校正后系统得静态速度误差系数等于301s -，相角裕度不低于40 ，幅值裕度不小于10dB ，截止频率不小于2.3(rad/s)，试设计串联校正装置。
5、控制系统如图所示：若要求系统在单位斜坡输入信号作用时，位置输出稳态误差0.1ss e <，开环截止频率 4.4/c rad s ω≥，相角裕度45γ≥ ，幅值裕度10GM dB ≥，试设计校正装置。
6、设单位反馈系统的开环传递函数为0()(1)(0.1251)KG s s s s =++要求校正后系统：Ｋv =20(1/s)，γ≥50°，4s t s ≤，试设计串联校正装置。
7、设单位反馈控制系统的开环传递函数为0()(1)(0.21)KG s s s s =++，试设计一串联校正装置，使系统满足如下性能指标：静态速度误差系数8v K =，相角裕度40γ≥ 。
8、设单位反馈控制系统的开环传递函数为02()(10.2)KG s s s =+，试设计一串联校正装置()c G s ，使系统的静态加速度误差系数10a K =，相角裕度35γ≥ 。
课程设计自动控制题目
课程设计自动控制题目一、教学目标本课程旨在让学生掌握自动控制的基本理论、方法和应用，培养学生的动手能力和创新精神。
具体目标如下：1.知识目标：（1）理解自动控制的基本概念、原理和分类。
（2）熟悉常用的自动控制器和调节器的工作原理及应用。
（3）掌握自动控制系统的稳定性、快速性和精确性的评价方法。
2.技能目标：（1）能够运用MATLAB等软件进行自动控制系统的设计和仿真。
（2）具备分析实际自动控制系统的的能力，并能提出改进措施。
（3）学会撰写科技论文和报告，提高学术交流能力。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对自动控制技术的兴趣，激发创新意识。
（2）树立团队合作精神，培养解决实际问题的能力。
（3）强化工程伦理观念，关注自动控制技术在可持续发展中的应用。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括自动控制的基本理论、常用自动控制器和调节器、自动控制系统的分析和设计方法等。
具体安排如下：1.自动控制的基本概念、原理和分类。
2.常用自动控制器和调节器的工作原理及应用。
3.自动控制系统的稳定性、快速性和精确性的评价方法。
4.线性系统的状态空间分析法。
5.线性系统的频域分析法。
6.自动控制系统的设计与仿真。
7.实际自动控制系统的分析与改进。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式，包括：1.讲授法：用于传授基本理论和概念，引导学生掌握核心知识。
2.讨论法：学生针对实际案例进行讨论，培养分析问题和解决问题的能力。
3.案例分析法：分析典型自动控制系统实例，加深学生对理论知识的理解。
4.实验法：动手实践，培养学生的实际操作能力和创新精神。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：《自动控制原理》（第五版），胡寿松主编。
2.参考书：《现代自动控制理论》，吴宏兴、王红梅编著。
3.多媒体资料：课件、教学视频、动画等。
4.实验设备：自动控制系统实验平台、MATLAB软件等。
五、教学评估本课程的教学评估将采用多元化的评价方式，以全面、客观地评价学生的学习成果。
自动控制原理课程设计
课程设计报告( 2012—2013 年度第1 学期)名称：《自动控制理论》课程设计题目：基于自动控制理论的性能分析与校正院系：自动化系班级：1001班学号：201002020122学生姓名：吴国昊指导教师：刘鑫屏老师设计周数：1周成绩：日期：2012年12 月31 日一、课程设计的目的与要求一、设计题目基于自动控制理论的性能分析与校正二、目的与要求本课程为《自动控制理论A》的课程设计，是课堂的深化。
设置《自动控制理论A》课程设计的目的是使MATLAB成为学生的基本技能，熟悉MATLAB这一解决具体工程问题的标准软件，能熟练地应用MATLAB软件解决控制理论中的复杂和工程实际问题，并给以后的模糊控制理论、最优控制理论和多变量控制理论等奠定基础。
作为自动化专业的学生很有必要学会应用这一强大的工具，并掌握利用MATLAB对控制理论内容进行分析和研究的技能，以达到加深对课堂上所讲内容理解的目的。
通过使用这一软件工具把学生从繁琐枯燥的计算负担中解脱出来，而把更多的精力用到思考本质问题和研究解决实际生产问题上去。
通过此次计算机辅助设计，学生应达到以下的基本要求：1.能用MATLAB软件分析复杂和实际的控制系统。
2.能用MATLAB软件设计控制系统以满足具体的性能指标要求。
3.能灵活应用MATLAB的CONTROL SYSTEM 工具箱和SIMULINK仿真软件，分析系统的性能。
三、主要内容1．前期基础知识，主要包括MATLAB系统要素，MATLAB语言的变量与语句，MATLAB 的矩阵和矩阵元素，数值输入与输出格式，MATLAB系统工作空间信息，以及MATLAB的在线帮助功能等。
2．控制系统模型，主要包括模型建立、模型变换、模型简化，Laplace变换等等。
3．控制系统的时域分析，主要包括系统的各种响应、性能指标的获取、零极点对系统性能的影响、高阶系统的近似研究，控制系统的稳定性分析，控制系统的稳态误差的求取。
单位负反馈系统校正——自动控制原理课程设计
目录1．设计题目 12.摘要 23、未校正系统的分析 33.1.系统分析 33.2.单位阶跃信号下系统输出响应 44、系统校正设计 74.1.校正方法 74.2.设计总体思路 74.3.参数确定 74.4.校正装置 94.5.校正后系统 104.6.验算结果 115、结果 135.1.校正前后阶跃响应对比图 135.2.结果分析 146、总结体会 157、参考文献 161．设计题目设单位负反馈系统的开环传递函数为：用相应的频率域校正方法对系统进行校正设计，使系统满足如下动态和静态性能：1）相角裕度；2）在单位斜坡输入下的稳态误差为；3）系统的穿越频率大于2rad/s。
要求：1）分析设计要求，说明校正的设计思路（超前校正，滞后校正或滞后-超前校正）；2）详细设计（包括的图形有：校正结构图，校正前系统的Bode图，校正装置的Bode图，校正后系统的Bode图）；3）用Matlab编程代码及运行结果（包括图形、运算结果）；4）校正前后系统的单位阶跃响应图。
2.摘要用频率法对系统进行超前校正的实质是将超前网络的最大超前角补在校正后系统开环频率特性的截止频率处，提高校正后系统的相角裕度和截止频率，从而改善系统的动态性能。
为此，要求校正网络的最大相位超前角出现在系统的截止频率处。
只要正确地将超前网络的交接频率1/aT和1/T设置在待校正系统截止频率Wc 的两边，就可以使已校正系统的截止频率Wc和相裕量满足性能指标要求，从而改善系统的动态性能。
串联超前校正主要是对未校正系统在中频段的频率特性进行校正。
确保校正后系统中频段斜率等于－20dB/dec，使系统具有45°～60°的相角裕量。
以加快系统的反应速度，但同时它也削弱了系统抗干扰的能力。
在工程实践中一般不希望系数a值很大，当a＝20时，最大超前角为60°，如果需要60°以上的超前相角时，可以考虑采用两个或两个以上的串联超前校正网络由隔离放大器串联在一起使用。
自动控制课程设计题目
自动控制课程设计题目题目一 转子绕线机控制系统设转子绕线机控制系统对应的结构图如图所示，绕线机用直流电机来缠绕铜线，能快速准确地绕线，并使线圈连贯坚固。
采用自动绕线机后，操作人员只需从事插入空的转子、按下启动按钮和取下绕好线的转子等简单操作。
设计控制器)(s G c 满足如下条件：1. 系统对斜坡输入响应的稳态误差小于10%，静态速度误差系数Kv=10；2. 系统对阶跃输入的超调量在10%左右；3. 按△=2%要求的系统调节时间为3s 左右。
要求：1.分析设计要求，说明控制器的设计思路；2.详细设计；3.用MATLAB 编程输出仿真结果及图形。
题目二海底隧道钻机控制系统连接法国和英国的英吉利海峡海底隧道于1987年12月开工建设，1990年11月，从两个国家分头开钻的隧道首次对接成功。
隧道长37.82km，位于海底面以下61m. 隧道于1992年完工，共耗资14亿美元，每天能通过50辆列车，从伦敦到巴黎的火车行车时间缩短为3h.钻机在推进过程中，为了保证必要的隧道对接精度，施工中使用了一个激光导引系统，以保持钻机的直线方向。
钻机控制系统如图所示。
图中C（s）为钻机向前的实际角度，R（s）为预期角度，N(s)为负载对机器的影响。
该系统设计目的是选择增益K，使系统对输入角度的响应满足工程要求，并且使扰动引起的稳态误差较小。
要求：1.分析设计要求，说明控制器的设计思路；2.详细设计；3.用MATLAB编程输出仿真结果及图形。
题目三哈勃太空望远镜指向控制哈勃太空望远镜于1990年4月14日发射至离地球611km的太空轨道，它的发射与应用将空间技术发展推向了一个新的高度。
望远镜的2.4m镜头拥有所有镜头中最光滑的表面，其指向系统能在644km以外将视野聚集在一枚硬币上。
望远镜的偏差在1993年12月的一次太空任务中得到了大范围的校正。
哈勃太空望远镜指向系统模型经简化后的结构图如图所示设计目标是选择放大器增益Ka 和具有增益调节的测速反馈系数K1，使指向系统满足如下性能：1. 在阶跃指令r(t)作用下，系统输出的超调量小于或等于10%.2. 在斜坡输入作用下，稳态误差较小。
《自动控制原理课程设计》题目
《自动控制原理课程设计》题目 题目1：（1）已知单位负反馈系统的开环传递函数为 4G(s)S(1)(2)S S =++，试画出系统的BODE 图，并求出系统的相对稳定裕量。
用MATLAB 完成，写上程序，附上仿真图。
（2）单位负反馈系统的开环传递函数为 G(s) (0.5s 1)Ks =+，要求系统的速度误差系数Ｋｖ≥２０，相角裕度γ≥５０°，为满足系统性能指标的要求，试用ＭＡＴＬＡＢ设计超前校正装置。
题目2：（1）已知系统的开环传递函数为 10G(s)S(1)(2)S S =++，试画出系统的奈氏图，用MATLAB 完成，写上程序，附上仿真图。
（2）已知单位负反馈系统被控制对象的传递函数为：试用MATLAB 频率法设计串联有源超前校正装置，使系统的相角裕度 ，静态速度误差系数 。
0()(0.11)(0.0011)K G s s s s =++045γ≥11000vK s -=（1）画出开环传递函数为 5)2s 8)(s 4)(s s(s 2)K(s G(s)2+++++=的控制系统的根轨迹图，用MATLAB 画图，写上程序，附上仿真图。
（2）某单位负反馈系统，前向通道的传递函数为 2)S(S 9G(s)+=，试用MATLAB 设计校正装置，使系统的相角裕度 γ≥45°，截止频率C ω大于等于4 rad/s 。
题目4：（1）某控制系统的闭环传递函数为：试应用MATLAB 绘制其阶跃响应特性曲线。
写上程序，附上仿真图。
并用MATLAB 判断该系统的稳定性。
（2）已知单位负反馈系统的开环传递函数为1)1)(0.5s 1s 00.0( 20G(s)++=s ，用MATLAB 设计一校正装置，使系统的相角裕度γ≥65°，幅值裕度为34 dB 。
324s 24G(s)s 10s 20s 32+=+++（1）已知单位负反馈系统的开环传递函数为 )100S(S 200G(s)2++=S ，试画出系统的BODE 图，写上程序，附上仿真图。
自动控制原理课程设计题目
自动控制原理课程设计题目一、图示为一个倒立摆装置，该装置包含一个小车和一个安装在小车上的倒立摆杆。
由于小车在水平方向可适当移动，因此，控制小车的移动可使摆杆维持直立不倒。
2====。
M kg m kg l m g m s1,0.2,0.5,10/要求完成的主要任务:1、研究该装置数学模型，建立该装置的传递函数（以u为输入，θ为输出）；2、用根轨迹方法对系统进行稳定性分析,用BODE图求出系统的相角裕度和截止频率。
3、设计PID控制器控制小车使摆杆维持不倒，并利用MATLAB语言仿真，画出摆杆角度和小车位移的动态响应曲线；改变PID控制器的参数，讨论对控制效果的影响。
（组内成员，修改题目的相关参数，建立自己的模型）二、磁浮球实验装置磁悬浮实验系统是研究磁悬浮技术的平台，它主要由铁芯、线圈、红外光发生器、位置传感器、控制对象小球和控制器等元件组成。
它是一个典型的吸浮式悬浮系统。
系统开环结构如图1所示。
图系统开环结构图其中已知，①电磁吸力：()()2220222⎪⎭⎫⎝⎛-=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=x i AN x i AN μδμδδδx 0x x i,m W ＝x i,F 式中：0μ——空气磁导率，m H /4-710＝0⨯πμ A ——铁芯的极面积，单位：m 2 N ——电磁铁线圈匝数x ——小球质心到电磁铁磁极表面的瞬时气隙，单位：m i ——电磁铁绕组中的瞬时电流，单位：A由于上式中A 、N 、0μ均为常数，故可定义一常系数K22AN K μ-=则电磁力可改写为：()2x i ⎪⎭⎫⎝⎛＝K x i,F②电磁铁中控制电压与电流的模型电磁铁绕组上的瞬时电感与气隙间的关系如图1-2所示。
图1-2电磁铁电感特性电磁铁通电后所产生的电感与小球到磁极面积的气隙有如下关系：()a x10L1＝L x L ++由上式可知 ()0L 1L x L 1L +<<又因为 0L 1L >>故有： ()1L x L ≈ 根据基尔霍夫电压定律()()()[]()()()[]()()[]dtt i d Lt Ri dtt i x L d t Ri dtt m d t Ri 1+≈+=+=ψt U式中： L 1——线圈自身的电感，单位：HL 0——平衡点处的电感，单位：H x ——小球到磁极面积的气隙，单位：m i ——电磁铁中通过的瞬时电流，单位：A R ——电磁铁的等效电阻，单位：Ω ③系统物理参数本实验系统实际的模型参数如表1-1所示要求完成的主要任务:1、研究该装置数学模型，建立该装置的传递函数；2、用根轨迹方法对系统进行稳定性分析,用BODE 图求出系统的相角裕度和截止频率。
自动控制原理课程设计_位置随动系统的分析与设计说明
成绩课程设计报告课程设计名称：自动控制原理课程设计题目：位置随动系统的分析与设计姓名专业学号指导教师2012年12月24日设计任务书引言：《自动控制原理》课程设计是该课程的一个重要教学环节，既有别于毕业设计，更不同于课堂教学。
它主要是培养学生统筹运用自动控制原理课程中所学的理论知识，掌握反馈控制系统的基本理论和基本方法，对工程实际系统进行完整的全面分析和综合。
一． 设计题目：位置随动系统的分析与设计二．系统说明：该系统结构如下图所示其中：放大器增益为Ka=15，电桥增益6K ε=,测速电机增益2t k =，Ra=7Ω,La=10mH,J=0.005kg.m/s 2,J L =0.03kg.m/s 2,f L =0.08,C e =1,Cm=3,f=0.1,K b ＝0.2,i=0.02三．系统参量系统输入信号：）（tθ1系统输出信号：）（tθ2四．设计指标e；1.在单位斜坡信号x(t)=t作用下，系统的稳态误差01.0≤ss2.开环截止频率30>w；c3.相位裕度︒γ；>40c五．基本要求：1.建立系统数学模型——传递函数；2.利用频率特性法分析系统：(1)根据要求的稳态品质指标，求系统的开环增益值；(2)根据求得的值，画出校正前系统的Bode图，并计算出幅值穿越频率、相位裕量,以检验性能指标是否满足要求。
若不满足要求，则进行系统校正。
3.利用频域特性法综合系统：(1)画出串联校正结构图，分析并选择串联校正的类型（超前、滞后和滞后-超前校正）；(2)确定校正装置传递函数的参数；(3)画出校正后的系统的Bode图，并校验系统性能指标。
若不满足，则重新确定校正装置的参数。
4.完成系统综合前后的有源物理模拟电路：六、课程设计报告：1.报告内容（包括课程设计的主要内容、基本原理以及课程设计过程中参数的计算过程和分析过程）；(1)课程设计计算说明书一份；(2)原系统组成结构原理图一张（自绘）；(3)系统分析，综合用精确Bode图各一张；（4）系统综合前后的模拟图各一张。
自动控制课程设计题目范文
自动控制课程设计题目题目一转子绕线机控制系统设转子绕线机控制系统对应的结构图如图所示，绕线机用直流电机来缠绕铜线，能快速准确地绕线，并使线圈连贯坚固。
采用自动绕线机后，操作人员只需从事插入空的转子、按下启动按钮和取下绕好线的转子等简单操作。
满足如下条件：设计控制器)(sGc1.系统对斜坡输入响应的稳态误差小于10%，静态速度误差系数Kv=10；2.系统对阶跃输入的超调量在10%左右；3.按△=2%要求的系统调节时间为3s左右。
要求：1.分析设计要求，说明控制器的设计思路；2.详细设计；3.用MATLAB编程输出仿真结果及图形。
题目二海底隧道钻机控制系统连接法国和英国的英吉利海峡海底隧道于1987年12月开工建设，1990年11月，从两个国家分头开钻的隧道首次对接成功。
隧道长37.82km，位于海底面以下61m. 隧道于1992年完工，共耗资14亿美元，每天能经过50辆列车，从伦敦到巴黎的火车行车时间缩短为3h.钻机在推进过程中，为了保证必要的隧道对接精度，施工中使用了一个激光导引系统，以保持钻机的直线方向。
钻机控制系统如图所示。
图中C（s）为钻机向前的实际角度，R（s）为预期角度，N(s)为负载对机器的影响。
该系统设计目的是选择增益K，使系统对输入角度的响应满足工程要求，而且使扰动引起的稳态误差较小。
要求：1.分析设计要求，说明控制器的设计思路；2.详细设计；3.用MATLAB编程输出仿真结果及图形。
题目三哈勃太空望远镜指向控制哈勃太空望远镜于1990年4月14日发射至离地球611km的太空轨道，它的发射与应用将空间技术发展推向了一个新的高度。
望远镜的2.4m镜头拥有所有镜头中最光滑的表面，其指向系统能在644km以外将视野聚集在一枚硬币上。
望远镜的偏差在1993年12月的一次太空任务中得到了大范围的校正。
哈勃太空望远镜指向系统模型经简化后的结构图如图所示设计目标是选择放大器增益Ka和具有增益调节的测速反馈系数K1，使指向系统满足如下性能：1.在阶跃指令r(t)作用下，系统输出的超调量小于或等于10%.2.在斜坡输入作用下，稳态误差较小。
自动控制原理课程设计题目
第1组 已知单位负反馈系统的开环传递函数0()(0.051)(0.11)K G S S S S =++，试用频率法设计串联滞后——超前校正装置使系统的速度误差系数150v K s -≥，相位裕度为00402γ=±，剪切频率(100.5)c rad s ω=±。
第2组 已知单位负反馈系统的开环传递函数02K G(S)S (0.2S 1)=+，试用频率法设计串联超前校正装置，使系统的相角裕量035γ≥，静态加速度误差系数aK 10= 第3组 已知单位负反馈系统的开环传递函数0K G(S)S(S 2)(S 40)=++，试用频率法设计串联滞后——超前校正装置，使系统的相角裕量040γ≥，静态速度误差系数1v K 20s -=第4组 已知单位负反馈系统的开环传递函数0()11(1)(1)26K G S S S S =++，试用频率法设计串联滞后校正装置，使系统的相位裕度为00402γ=±，增益裕度不低于10dB ，静态速度误差系数1v K 7s -=，剪切频率不低于1rad s第5组 已知单位负反馈系统的开环传递函数0()(0.11)(0.011)K G S S S S =++，试用频率法设计串联滞后——超前校正装置，使系统的相位裕度045γ>，静态速度误差系数250/v K rad s ≥， 幅值穿越频率30/C rad s ω≥第6组 已知单位负反馈系统的开环传递函数0K G(S)S(0.0625S 1)(0.2S 1)=++， 试用频率法设计串联滞后校正装置，使系统的相位裕度050γ=，静态速度误差系数1v K 40s -=，增益欲度30—40dB 。
第7组 已知单位负反馈系统的开环传递函数26()(46)G S S S S =++，试用频率法设计串联滞后校正装置使系统的速度误差系数1v K ≥，相位裕度为00402γ=±，剪切频率0.090.01c rad s ω=±。
自动控制原理设计题
1. 设计一个温度控制系统，要求系统能够根据设定的温度值自动调节加热器的功率，使实际温度保持在设定温度的±0.5℃范围内。
2. 设计一个速度控制系统，要求系统能够根据设定的速度值自动调节电机的电压，使实际速度保持在设定速度的±1%范围内。
3. 设计一个液位控制系统，要求系统能够根据设定的液位值自动调节泵的开关，使实际液位保持在设定液位的±5cm范围内。
4. 设计一个压力控制系统，要求系统能够根据设定的压力值自动调节阀门的开度，使实际压力保持在设定压力的±0.1MPa范围内。
5. 设计一个位置控制系统，要求系统能够根据设定的位置值自动调节电机的转速，使实际位置保持在设定位置的±0.01mm范围内。
6. 设计一个流量控制系统，要求系统能够根据设定的流量值自动调节泵的功率，使实际流量保持在设定流量的±5%范围内。
7. 设计一个湿度控制系统，要求系统能够根据设定的湿度值自动调节加湿器的开关，使实际湿度保持在设定湿度的±5%范围内。
8. 设计一个PH值控制系统，要求系统能够根据设定的PH值自动调节酸碱溶液的浓度，使实际PH值保持在设定PH值的±0.1范围内。
自动控制原理课程设计题目(1)
自动控制原理课程设计题目及要求一、单位负反馈随动系统的开环传递函数为1、画出未校正系统的Bode 图，分析系统是否稳定2、画出未校正系统的根轨迹图，分析闭环系统是否稳定。
3、设计系统的串联校正装置，使系统达到下列指标（1）静态速度误差系数K v ≥100s -1； （2）相位裕量γ≥30°（3）幅频特性曲线中穿越频率ωc ≥45rad/s 。
4、给出校正装置的传递函数。
5、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。
计算校正后系统的穿越频率ωc 、相位裕量γ、相角穿越频率ωg 67123（1（2（345频率ωg 671234频率ωg 56、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响（自由发挥）。
四、设单位负反馈系统的开环传递函数为)2)(1(06.1)(++=s s s s G k1、画出未校正系统的根轨迹图，分析系统是否稳定。
2、设计系统的串联校正装置，要求校正后的系统满足指标：（1）静态速度误差系数K v ＝5s -1；（2）维持原系统的闭环主导极点基本不变。
3、给出校正装置的传递函数。
4、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。
计算校正后系统的穿越频率ωc 、相位裕量γ、相角穿越频率ωg 和幅值裕量Kg 。
5、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。
6、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响（自由发挥）。
五、单位负反馈随动系统的开环传递函数为1、画出未校正系统的Bode图，分析系统是否稳定2、画出未校正系统的根轨迹图，分析闭环系统是否稳定。
3、设计系统的串联校正装置，使系统达到下列指标（1）静态速度误差系数K v≥4s-1；（2）相位裕量γ≥40°（3）幅值裕量K g≥12dB。
4、给出校正装置的传递函数。
5、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。
计算校正后系统的穿越频率ωc、相位裕量γ、相角穿越频率ωg67123（1（2（345频率ωg67Gp-；（3）10-z=1-c12、分别对三种情况设计Kc，使校正后的系统满足指标：闭环系统主导极点满足ξ＝0.45。
自动控制原理典型例题1
[例2-2]系统如下图所示，用梅逊公式求
Cs，Es Rs Rs
和
Cs。 Es
G4
R(s)
E(s)
G1
H1
G2
C(s)
G2
H2
[解]用梅逊公式计算，首先将该结构图转换为信号流图： • 标上相应的节点：
G4
R
①
E G1
②
H1
③
G2
G3
④
⑥
H2
⑤C
• 画出相应的信号流图：
R
①
R
①
G4
E G1
②
H1
③
-
1 Y(s) s
7
[解]（1）当E(s)为单位阶跃函数时，有：
Eo (s)
G1(s)E(s)
L[1
e2t
]
1 s
s
1
2
2 s(s
2)
G1 ( s)
Eo (s) E(s)
s
2
2
[例3-5] （续1）
（2）当G1(s)
s
1
2
，X
(s)
10时，系统的传递函数为：
s
Y (s)
1
19
(
)
X (s) s2 3s 9 9 s2 3s 9
构。
N (s)
R(s) E(s)
- G1 K1
+
G2
K2 s
C(s)
解：该系统对给定输入而言属于Ⅰ型系统。所以当给定
输入为单位阶跃函数时的稳态误差 essr 0
但该系统所以对于扰动输入为单位阶跃函数时的稳态
误差 essn并不等于零。稳态误差与G1中的增益和积分环节
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自动控制原理课程设计题目及要求一、单位负反馈随动系统的开环传递函数为)101.0)(11.0()(++=s s s K s G k 1、画出未校正系统的Bode 图，分析系统是否稳定2、画出未校正系统的根轨迹图，分析闭环系统是否稳定。
3、设计系统的串联校正装置，使系统达到下列指标（1）静态速度误差系数K v ≥100s -1；（2）相位裕量γ≥30°（3）幅频特性曲线中穿越频率ωc ≥45rad/s 。
4、给出校正装置的传递函数。
5、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。
计算校正后系统的穿越频率ωc 、相位裕量γ、相角穿越频率ωg 和幅值裕量K g 。
6、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。
7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响（自由发挥）。
二、设单位负反馈随动系统固有部分的传递函数为)2)(1()(++=s s s K s G k 1、画出未校正系统的Bode 图，分析系统是否稳定。
2、画出未校正系统的根轨迹图，分析闭环系统是否稳定。
3、设计系统的串联校正装置，使系统达到下列指标：（1）静态速度误差系数K v ≥5s -1；（2）相位裕量γ≥40°（3）幅值裕量K g ≥10dB 。
4、给出校正装置的传递函数。
5、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。
计算校正后系统的穿越频率ωc 、相位裕量γ、相角穿越频率ωg 和幅值裕量K g 。
6、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。
7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响（自由发挥）。
三、设单位负反馈系统的开环传递函数为 )2(4)(+=s s s G k 1、画出未校正系统的根轨迹图，分析系统是否稳定。
2、设计系统的串联校正装置，要求校正后的系统满足指标：闭环系统主导极点满足ωn ＝4rad/s 和ξ＝。
3、给出校正装置的传递函数。
4、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。
计算校正后系统的穿越频率ωc 、相位裕量γ、相角穿越频率ωg 和幅值裕量Kg 。
5、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。
6、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响（自由发挥）。
四、设单位负反馈系统的开环传递函数为 )2)(1(06.1)(++=s s s s G k 1、画出未校正系统的根轨迹图，分析系统是否稳定。
2、设计系统的串联校正装置，要求校正后的系统满足指标：（1）静态速度误差系数K v ＝5s -1；（2）维持原系统的闭环主导极点基本不变。
3、给出校正装置的传递函数。
4、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。
计算校正后系统的穿越频率ωc 、相位裕量γ、相角穿越频率ωg 和幅值裕量Kg 。
5、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。
6、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响（自由发挥）。
五、单位负反馈随动系统的开环传递函数为)125.0)(11.0()(++=s s s K s G k 1、画出未校正系统的Bode 图，分析系统是否稳定2、画出未校正系统的根轨迹图，分析闭环系统是否稳定。
3、设计系统的串联校正装置，使系统达到下列指标（1）静态速度误差系数K v ≥4s -1；（2）相位裕量γ≥40°（3）幅值裕量K g ≥12dB 。
4、给出校正装置的传递函数。
5、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。
计算校正后系统的穿越频率ωc 、相位裕量γ、相角穿越频率ωg 和幅值裕量K g 。
6、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。
7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响（自由发挥）。
六、单位负反馈随动系统的开环传递函数为)101.0)(11.0()(++=s s s K s G k 1、画出未校正系统的Bode 图，分析系统是否稳定2、画出未校正系统的根轨迹图，分析闭环系统是否稳定。
3、设计系统的串联滞后超前校正装置，使系统达到下列指标（1）静态速度误差系数K v ≥100s -1；（2）相位裕量γ≥40°（3）幅频特性曲线中穿越频率ωc ＝20rad/s 。
4、给出校正装置的传递函数。
5、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。
计算校正后系统的穿越频率ωc 、相位裕量γ、相角穿越频率ωg 和幅值裕量K g 。
6、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。
7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响（自由发挥）。
七、已知串联校正单位负反馈系统的对象和校正装置的传递函数分别为 )5)(1()(++=s s s K s G p ， c c c c p s z s K s G ++=)( 校正装置在零点和极点可取如下数值：（1）75.0-=-c z ，5.7-=-c p ；（2）1-=-c z ，10-=-c p ；（3）5.1-=-c z ，15-=-c p 。
若保证闭环主导极点满足ξ＝，试分别对三种情况设计Kc ，并比较它们的闭环极点位置、静态速度误差系数和时间响应快速性。
1、画出未校正系统的根轨迹图，分析系统是否稳定。
2、分别对三种情况设计Kc ，使校正后的系统满足指标：闭环系统主导极点满足ξ＝。
3、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图和根轨迹示意图。
4、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。
5、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响（自由发挥）。
八、设单位负反馈随动系统固有部分的传递函数为)2(4)(+=s s K s G k 1、画出未校正系统的Bode 图，分析系统是否稳定。
2、画出未校正系统的根轨迹图，分析闭环系统是否稳定。
3、设计系统的串联校正装置，使系统达到下列指标：（1）静态速度误差系数K v ＝20s -1；（2）相位裕量γ≥50°（3）幅值裕量K g ≥10dB 。
4、给出校正装置的传递函数。
5、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。
计算校正后系统的穿越频率ωc 、相位裕量γ、相角穿越频率ωg 和幅值裕量K g 。
6、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。
7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响（自由发挥）。
九、设单位负反馈系统的开环传递函数为 )5.0(4)(+=s s s G k 1、画出未校正系统的根轨迹图，分析系统是否稳定。
2、设计系统的串联校正装置，要求校正后的系统满足指标：（1）静态速度误差系数K v ＝50s -1；（2）闭环主导极点满足ωn ＝5rad/s 和ξ＝。
3、给出校正装置的传递函数。
4、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。
计算校正后系统的穿越频率ωc 、相位裕量γ、相角穿越频率ωg 和幅值裕量Kg 。
5、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。
6、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响（自由发挥）。
自动控制原理课程设计题目（08050541X ）十、单位负反馈随动系统的开环传递函数为（ksm1） )1s 001.0)(1s .1.0(s K )s (G 0++= 1、画出未校正系统的Bode 图，分析系统是否稳定2、画出未校正系统的根轨迹图，分析闭环系统是否稳定。
3、设计系统的校正装置，使系统达到下列指标（1）在单位斜坡信号作用下，系统的稳态误差≤（2）超调量Mp<30%，调节时间Ts<秒。
（3）相角稳定裕度在Pm >45°, 幅值定裕度Gm>20。
4、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。
5、给出校正装置的传递函数。
计算校正后系统的剪切频率Wcp 和穿频率Wcg 。
6、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。
7、在SIMULINK 中建立系统的仿真模型，在前向通道中分别接入饱和非线性环节和回环非线性环节，观察分析非线性环节对系统性能的影响。
8、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响（自由发挥）。
十一、设单位反馈随动系统固有部分的传递函数为（ksm2）)20s )(5s )(4s (s )10s (160)s (G 0++++= 1、画出未校正系统的Bode 图，分析系统是否稳定。
2、画出未校正系统的根轨迹图，分析闭环系统是否稳定。
3、设计系统的校正装置，使系统达到下列指标：（1）在单位斜坡信号作用下，系统的稳态误差系数Kv=500（2）超调量Mp<55%，调节时间Ts<秒。
（3）相角稳定裕度在Pm >20°, 幅值定裕度Gm>30。
4、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。
5、给出校正装置的传递函数。
计算校正后系统的剪切频率Wcp 和穿频率Wcg 。
7、在SIMULINK 中建立系统的仿真模型，在前向通道中分别接入饱和非线性环节和回环非线性环节，观察分析非线性环节对系统性能的影响。
8、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响（自由发挥）。
十二、一个位置随动系统如图所示（ksm3）其中，自整角机、相敏放大1007.0525.1)(1+⨯=s s G ，可控硅功率放大100167.040)(2+=s s G ，执行电机19.00063.098.23)(23++=s s s G ，减速器s s G 1.0)(4=。
1、画出未校正系统的Bode 图，分析系统是否稳定。
2、画出未校正系统的根轨迹图，分析闭环系统是否稳定。
3、对系统进行超前-滞后串联校正。
要求校正后的系统满足指标：（1）幅值稳定裕度Gm>18，相角稳定裕度Pm>35º（2）系统对阶跃响应的超调量Mp<36%，调节时间Ts <秒。
（3）系统的跟踪误差Es<。
4、计算校正后系统的剪切频率Wcp 和穿频率Wcs5、给出校正装置的传递函数。
7、在SIMULINK 中建立系统的仿真模型，在前向通道中分别接入饱和非线性环节和回环非线性环节，观察分析非线性环节对系统性能的影响。
8、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响（自由发挥）。
十三、单位负反馈随动系统的开环传递函数为（ksm4）)10s )(5s (s 500)s (G 0++= 1、画出未校正系统的Bode 图，分析系统是否稳定。
2、画出未校正系统的根轨迹图，分析闭环系统是否稳定。
3、设计一个调节器进行串联校正。
要求校正后的系统满足指标：（1）在单位斜坡信号作用下，系统的稳态误差<（2）超调量Mp<15%，调节时间Ts<3秒（3）幅值稳定裕度Gm>20，相角稳定裕度Pm>45º4、计算校正后系统的剪切频率Wcp 和穿频率Wcg 。
5、给出校正装置的传递函数。
7、在SIMULINK 中建立系统的仿真模型，在前向通道中分别接入饱和非线性环节和回环非线性环节，观察分析非线性环节对系统性能的影响。