自动控制原理作业综述
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。
自动控制原理大作业
自动控制（automatic control）是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置，使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行。
自动控制是相对人工控制概念而言的。
自动控制原理：自动控制是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置，使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行。
相关简介：自动控制理论是研究自动控制共同规律的技术科学。
它的发展初期，是以反馈理论为基础的自动调节原理，主要用于工业控制。
二战期间为了设计和制造飞机及船用自动驾驶仪、火炮定位系统、雷达跟踪系统以及其他基于反馈原理的军用设备，进一步促进并完善了自动控制理论的发展。
应时而生：20世纪60年代初期，随着现代应用数学新成果的推出和电子计算机的应用，为适应宇航技术的发展，自动控制理论跨入了一个新的阶段——现代控制理论。
它主要研究具有高性能、高精度的多变量变参数的最优控制问题，主要采用的方法是以状态为基础的状态空间法。
目前，自动控制理论还在继续发展，正向以控制论、信息论、仿生学、人工智能为基础的智能控制理论深入。
自动控制系统为了实现各种复杂的控制任务，首先要将被控制对象和控制装置按照一定的方式连接起来，组成一个有机的整体，这就是自动控制系统。
在自动控制系统中，被控对象的输出量即被控量是要求严格加以控制的物理量，它可以要求保持为某一恒定值，例如温度、压力或飞行轨迹等；而控制装置则是对被控对象施加控制作用的相关机构的总体，它可以采用不同的原理和方式对被控对象进行控制，但最基本的一种是基于反馈控制原理的反馈控制系统。
反馈控制系统在反馈控制系统中，控制装置对被控装置施加的控制作用，是取自被控量的反馈信息，用来不断修正被控量和控制量之间的偏差从而实现对被控量进行控制的任务，这就是反馈控制的原理。
下面是一个标准的反馈模型：开方：公式：X(n+1）=Xn+（A/Xn^2-Xn）1/3设A=5，开3次方5介于1^3至2^3之间（1的3次方=1，2的3次方=8）X_0可以取1.1，1.2，1.3，1.4，1.5，1.6，1.7，1.8，1.9，2.0都可以。
自动控制原理—非线性控制系统综述
N(A)=
2 a a 2 1 a K [ sin 1 ( ) ] 2 A A A
0
A>a A<a
2. 典型非线性元件的描述函数
(3)滞环特性的描述函数
N(A)=
0
2
A1 B1 e A
2
2
jtg 1
A1 B1
A>a A<a
a a A1 KA[ ] A A 4 2a 2a a a B1 KA[ sin 1 21 ] 2 A A A A 4
(2)死区特性
数学表达式
y=Βιβλιοθήκη 0K(x - a sign x)
|x|a
|x|>a
sign x = 1 -1
x>0 x<0
5.典型非线性元件及对系统性能的影响
特性曲线
y K a x
对系统性能的影响
•
• • 直接造成稳态误差 会使振荡减弱，因处于死区时，相当于信号断开。 滤去小幅干扰，提高系统抗干扰能力。
2 1
a a a 2 KA[sin 1 ( ) ] A A A C1 A1 B1 B1
2 2
1 0
2. 典型非线性元件的描述函数
(1)饱和特性的描述函数
2
N(A)=
K
K [sin
1
a a a 2 1 ( ) ] A A A
A>a A<a
(2) 死区特性的描述函数
A1 B1
2
2
0 x2 (t ) cos td (t ) 0
0 x2 (t ) sin td (t )
自动控制原理课程综述
Hefei University 自动控制原理课程综述报告专业：自动化班级： 09级自动化1班姓名：王杰学号: 0905072038 完成时间： 2011年12月31日目录一、自动控制系统的数学模型 (3)1.1传递函数 (3)1.2结构图化简 (4)1.3信号流图 (4)1.4梅逊公式 (5)二、线性系统的时域分析 (5)2.1欠阻尼二阶系统的特征参量 (6)2.2劳斯判据： (6)2.3线性系统的稳态误差 (7)三、线性系统的根轨迹法 (7)四、线性系统的频域分析法 (9)4.1频域分析法的特点: (9)4.2典型环节及其传递函数 (9)自动控制原理课程综述报告摘要：自动控制技术已广泛应用于制造业、农业、交通、航空及航天等众多产业部门，极大地提高了社会劳动生产率，改善了人们的劳动环境，丰富和提高了人民的生活水平。
在今天的社会生活中，自动化装置无所不在，为人类文明进步做出了重要贡献；通信和金融业已接近全面自动化，哈勃太空望远镜为研究宇宙提供了前所未有的机会，04年美国研制的勇气号和机遇号火星探测器胜利地完成了火星表面的实地探测。
该课程综述主要总结自动控制的一般概念、控制系统的数学模型、线性系统的时域分析法、线性系统的根轨迹法、线性系统的频域分析法和线性系统的校正方法相关内容。
关键词：自动控制原理、稳、准、快正文：一、自动控制系统的数学模型在控制系统的分析和设计中，首先要建立系统的数学模型。
控制系统的数学模型是描述系统内部物理量（或变量）之间关系的数学表达式。
在静态条件下（即变量各阶导数为零），描述变量之间关系的代数方程叫静态数学模型；而描述变量各阶导数之间关系的微分方程叫动态数学模型。
如果已知输入量及变量的初始条件，对微分方程求解，就可以得到系统输出量的表达式，并由此可对系统进行性能分析。
因此，建立控制系统的数学模型是分析和设计控制系统的首要工作。
1.1传递函数在零初始条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比定义为线性定常系统的传递函数。
自动控制原理大作业报告
上海电力学院实验报告自动控制原理实验教程题目：2.5.6-4，补充题班级：姓名：学号：时间：2013年12月6日一、问题描述2.5.4：已知系统的框图如下所示，编程完成下列任务。
1）绘原系统的伯德图，并求出系统静态误差系数Kvo ，相位裕量ϒco 和开环截止 频率wco ；2）做时域仿真，求出阶跃响应曲线，记录未校正系统的时域性能δp%和ts ； 3）设计串联超前校正装置Gc （s ），实现期望的频域性能：Kv>10,Pm>=45,wc>6rad/s; 4)按照超前校正装置的参数，进行新的时域仿真，作出阶跃响应曲线，记录校正后系统的时域性能指标和ts补充题：设有一单位反馈系统的开环传函为)5.0(08.0)(0+=s s s G ，试用频率特性法设计一个超前校正装置，以满足下列性能指标：kv ≥8，相位裕量为50°一、 理论方法分析1.margin （sys ） 绘制bode 图，标注频域指标在图上； [gm ，pm ，wg ，wc]=margin （sys ） 返回数据值，不绘制曲线； dcgain （[nopen 0],dopen ） 计算Kv （静态速度误差系数）； step （sys ） 绘制系统的阶跃响应曲线2.控制系统设计的频域法是一种最经典的方法。
其核心的设计思路是通过控制器改变原系统的频率特性图，使之满足预定的性能指标要求。
超前校正装置的主要作用是通过其相位超前效应来改变频率响应曲线的形状，产生足够大的相位超前角，以补偿原系统中元件造成的过大的相位滞后。
因此校正时应使校正装置的最大超前相位角出现在校正后系统的开环剪切频率wc 处。
设已知超前校正装置的数学模型为)1(11)(>++=a TsaTsKc s G c ，利用频域法设计超前校正装置的步骤：1）.根据性能指标对误差系数的要求，确定开环增益Kc ；2）.利用确定的开环增益Kc ，画出未校正系统的bode 图，并求出其相位裕量ϒo 幅值裕量Kg ；3）.确定为使相位裕量达到要求值所需要增加的超前相位角Φc=ϒ-ϒo+ε式中ϒ为要求的相位裕量；ε是考虑到系统增加串联超前校正装置后系统的剪切频率要向右移而附加的相位角，一般取5°-10°；4）.令超前校正装置的最大超前相位角Φm=Φc，则可求得校正装置的参数：5）.将校正装置的最大超前角出的频率wm作为校正后系统的剪切频率wc，即：未校正系统的幅频特性幅值等于-10logα时的频率；6）.根据wm=wc,利用求参数T画出校正后系统的bode图，校验性能指标是否达到要求。
自动控制原理综述
自动控制原理综述报告一、自动控制的作用自动控制学科是近几十年来了发展起来的一门很重要的学科。
它的发展很迅速，特别是计算机的快速发展，更加快了它的发展，尤其是工业自动化技术近年来的发展。
自动化学科研究的范围也是很广泛的，对实现我国工业、农业、国防和科学技术现代化、对迅速提升我国综合国力具有重要和积极作用。
自动控制（automatic control）是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置，使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行。
自动控制是相对人工控制概念而言的。
指的是在没人参与的情况下，利用控制装置使被控对象或过程自动地按预定规律运行。
自动控制技术的研究有利于将人类从复杂、危险、繁琐的劳动环境中解放出来并大大提高控制效率。
自动控制是工程科学的一个分支。
它涉及利用反馈原理的对动态系统的自动影响，以使得输出值接近我们想要的值。
从方法的角度看，它以数学的系统理论为基础。
我们今天称作自动控制的是二十世纪中叶产生的控制论的一个分支。
基础的结论是由诺伯特·维纳，鲁道夫·卡尔曼提出的。
二、自动控制领域的发展过程150多年前第一代过程控制体系是基于5－13psi的气动信号标准（气动控制系统PCS，Pneumatic Control System）。
简单的就地操作模式，控制理论初步形成，尚未有控制室的概念。
第二代过程控制体系（模拟式或ACS,Analog Control System）是基于0－10mA或4－20mA的电流模拟信号，这一明显的进步，在整整25年内牢牢地统治了整个自动控制领域。
它表征了电气自动控制时代的到来。
控制理论有了重大发展，三大控制论的确立奠定了现代控制的基础；控制室的设立，控制功能分离的模式一直沿用至今。
第三代过程控制体系（CCS，Computer Control System）.70年代开始了数字计算机的应用，产生了巨大的技术优势，人们在测量，模拟和逻辑控制领域率先使用，从而产生了第三代过程控制体系（CCS，Computer Control System）。
《自动控制原理》综述报告
《自动控制原理》综述报告摘要：在现代科学技术的众多领域中，自动控制技术起着越来越重要的的作用。
所谓自动控制，是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置，使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行。
例如，数控车床按照预定程序自动地工作；化学反应炉的温度或压力自动地维持恒定；雷达和计算机组成的导弹发射和制导系统，这一切都是以应用高水平的自动控制技术为前提的。
关键字：控制 响应 稳定 正文：一、控制系统的数学模型要求： 根据系统结构图应用结构图的等效变换和简化或者应用信号流图与梅森公式求传递函数（方法不同，但同一系统两者结果必须相同）一、控制系统3种模型，即时域模型----微分方程；复域模型——传递函数；频域模型——频率特性。
其中重点为传递函数。
线性定常系统的传递函数是在零初始条件下，系统输出量的拉氏变换式与输入量的拉氏变换式之比 二、结构图的等效变换和简化1．等效原则：变换前后变量关系保持等效，简化的前后要保持一致2．结构图基本连接方式只有串联、并联和反馈连接三种。
如果结构图彼此交叉，看不出3种基本连接方式，就应用移出引出点或比较点先解套，再画简。
其中：三. 应用信号流图与梅森公式求传递函数 梅森公式： ∑=∆∆=nk kk P P 11式中，P —总增益；n —前向通道总数；P k —第k 条前向通道增益；△—系统特征式，即 +-+-=∆∑∑∑f e d c b a L L L L L L 1Li —回路增益；∑La —所有回路增益之和；∑LbLc —所有两个不接触回路增益乘积之和； ∑LdLeLf —所有三个不接触回路增益乘积之和；△k —第k 条前向通道的余因子式，在△计算式中删除与第k 条前向通道接触的回路。
二、线性系统的时域分析要求：1） 会分析系统的时域响应()c t ，包括动态性能指标；2） 会用劳斯判据判定系统稳定性并求使得系统稳定的参数条件；3）会根据给出的系统结构图，求出系统稳态误差，并减小或消除之。
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。
自动控制原理大作业
自动控制（原理）是指通过使用附加设备或装置，根据预定规则自动操作机器，设备或生产过程（统称为受控对象）的某个工作状态或参数（即受控数量）。
称为控制设备或控制器）而无需直接参与。
自动控制理论是一门研究自动控制的一般规律的技术科学。
在其发展的早期，它基于反馈理论，主要用于工业控制。
第二次世界大战期间，为了设计和制造基于反馈原理的飞机和海上自动驾驶仪，炮兵定位系统，雷达跟踪系统和其他军事装备，自动控制理论的发展得到了进一步的促进和改进。
第二次世界大战后，形成了完整的自动控制理论体系，这是基于传递函数的经典控制理论。
主要研究单输入单输出线性常数系统的分析与设计。
1960年代初，随着现代应用数学的新成就和计算机的应用，为了适应航空航天技术的发展，自动控制理论进入了一个新的阶段，即现代控制理论。
它主要研究具有高性能和高精度的最优控制问题，主要使用的方法是基于状态的状态空间方法。
当前，自动控制理论在不断发展，并正在逐步深入到基于控制论，信息论，仿生学和人工智能的智能控制理论。
自动控制系统为了实现各种复杂的控制任务，被控对象和控制装置应以一定的方式连接形成一个有机的整体，即自动控制系统。
在自动控制系统中，受控对象的输出即受控量是需要严格控制的物理量，可以保持在一定的恒定值，例如温度，压力或飞行路径控制装置是对受控对象施加控制的所有相关机构的整体。
它可以用不同的原理和方式控制被控对象，但最基本的是基于反馈控制原理的反馈控制系统。
反馈控制系统在反馈控制系统中，控制装置对受控装置施加的控制功能是取自受控量的反馈信息，用于不断校正受控量与受控量之间的偏差，从而完成任务。
控制量的控制。
这就是反馈控制的原理。
自动控制原理总结
自动控制原理总结
自动控制原理是工程学科中的重要分支,主要研究如何通过控制系统对输入变量进行调节和控制,使输出变量达到预定的目标。
本文将对自动控制原理进行总结,并深入探讨其重要性和应用价值。
一、自动控制原理的概述
自动控制原理是指一种理论,用于描述和设计控制系统,以实现对输入变量的控制。
它的核心思想是将输入变量转换为输出变量,通过对输出变量的控制来实现对输入变量的控制。
自动控制原理包括系统模型、控制器设计、控制器测量、控制器调整和控制器性能评价等方面。
自动控制原理的主要任务包括:确定系统模型,设计控制器,测量控制器输出,调整控制器参数,获得最佳控制器性能。
自动控制原理是控制工程的基础,是实现自动化控制的重要理论依据。
二、自动控制原理的重要性和应用价值
自动控制原理的重要性在于它能够提供一种有效的方法来设计控制系统,以实现对输入变量的控制。
自动控制原理大作业
一，滤波电路原理分析波的基本概念滤波是信号处理中的一个重要概念。
滤波分经典滤波和现代滤波。
经典滤波的概念，是根据富立叶分析和变换提出的一个工程概念。
根据高等数学理论，任何一个满足一定条件的信号，都可以被看成是由无限个正弦波叠加而成。
换句话说，就是工程信号是不同频率的正弦波线性叠加而成的，组成信号的不同频率的正弦波叫做信号的频率成分或叫做谐波成分。
只允许一定频率范围内的信号成分正常通过，而阻止另一部分频率成分通过的电路，叫做经典滤波器或滤波电路。
实际上，任何一个电子系统都具有自己的频带宽度（对信号最高频率的限制），频率特性反映出了电子系统的这个基本特点。
而滤波器，则是根据电路参数对电路频带宽度的影响而设计出来的工程应用电路。
用模拟电子电路对模拟信号进行滤波，其基本原理就是利用电路的频率特性实现对信号中频率成分的选择。
根据频率滤波时，是把信号看成是由不同频率正弦波叠加而成的模拟信号，通过选择不同的频率成分来实现信号滤波。
当允许信号中较高频率的成分通过滤波器时，这种滤波器叫做高通滤波器。
当允许信号中较低频率的成分通过滤波器时，这种滤波器叫做低通滤波器。
当只允许信号中某个频率范围内的成分通过滤波器时，这种滤波器叫做带通滤波器。
理想滤波器的行为特性通常用幅度-频率特性图描述，也叫做滤波器电路的幅频特性。
理想滤波器的幅频特性如图所示。
图中，w1和w2叫做滤波器的截止频率。
滤波器频率响应特性的幅频特性图对于滤波器，增益幅度不为零的频率范围叫做通频带，简称通带，增益幅度为零的频率范围叫做阻带。
例如对于LP，从-w1当w1之间，叫做LP的通带，其他频率部分叫做阻带。
通带所表示的是能够通过滤波器而不会产生衰减的信号频率成分，阻带所表示的是被滤波器衰减掉的信号频率成分。
通带内信号所获得的增益，叫做通带增益，阻带中信号所得到的衰减，叫做阻带衰减。
在工程实际中，一般使用dB作为滤波器的幅度增益单位。
低通滤波器低通滤波器的基本电路特点是，只允许低于截止频率的信号通过。
自动控制原理综述报告
编号：控制理论与仿真模块综述报告班级：13自动化卓越班学号：1305032032姓名：毕凯教师：李秀娟日期：2016年1月14日合肥学院电子信息与电气工程系工业机器人的国内外发展现状与趋势摘要机器人是人类20世纪的重大发明之一。
据国外专家预测，21世纪将是机器人技术革命的世纪，机器人作为全面延伸和扩展人的体力和智力的手段将实现“当代最高意义上的自动化飞机器人的应用和普及正在改变人类的生产方式、生活方式和作战方式。
在非常规和极端制造过程中，工业机器人是不可缺少的自动化装备。
机器人涉及到机械、电子、控制、计算机、人工智能、传感器、通讯与网络等多个学科和领域，是多种高新技术发展成果的综合集成。
因此它的发展与上述学科发展密切相关。
机器人在制造业的应用范围越来越广阔，其标准化、模块化、网络化和智能化的程度也越来越高，功能越来越强，并向着成套技术和装备的方向发展．机器人应用从传统制造业向非制造业转变，向以人为中心的个人化和微小型方向发展，并将服务于人类活动的各个领域。
关键字：发展现状；趋势；工业机器人一、概述工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。
自从1962年美国研制出世界上第一台工业机器人以来,机器人技术及其产品发展很快,已成为柔性制造系统(FMS)、自动化工厂(FA)、计算机集成制造系统(CIMS)的自动化工具。
广泛采用工业机器人,不仅可提高产品的质量与产量,而且对保障人身安全,改善劳动环境,减轻劳动强度,提高劳动生产率,节约原材料消耗以及降低生产成本,都有着十分重要的意义。
和计算机、网络技术一样,工业机器人的广泛应用正在日益改变着人类的生产和生活方式。
二、国内外工业机器人的现状2.1国外工业机器人的现状机器人是最典型的机电一体化数字化装备，技术附加值很高，应用范围很广，作为先进制造业的支撑技术和信息化社会的新兴产业，将对未来生产和社会发展起越来越重要的作用。
自动控制原理概述综述
第一节 自动控制与自动控制系统
2．闭环控制 例 转台速度闭环控制系统
闭环控制 : 系统中增加了 当速度受扰动 控制装置与受控 测速发电机作为 发生变化时，偏 反馈装置 差电压也随之变 对象之间，不但有 化，通过闭环调 顺向作用，还有反 测出电动机的 节能消除干扰。 向联系。 速度反馈给控制 系统结构图 闭环控制又称为 器。 偏差 预 期 反馈控制或按偏差 实际 与给定信号比较产生偏差电压，经过 放大器 转台 直流电动机 _ 速度 转速 控制。 功率放大后对电动机的速度进行闭环控制 . 测速机
第二节 自动控制系统的分类
自动控制系统的分类方法较多，常 见的有以下几种
一、线性系统和非线性系统
线性系统： 由线性微分方程或线性差分方程 所描述的系统。 非线性系统： 由非线性方程描述的系统。
第二节 自动控制系统的分类
二、定常系统和时变系统
定常系统: 系统数学模型微分方程的系数不是 时间变量的函数。 否则称为时变系统。 若系统微分方程的系数为常数，则 称之为线性定常系统。此类系统为本书 主要讨论对象。
第一节 自动控制与自动控制系统
例 水温自动控制系统 系统中增加了： 通过电机调 控制器 节阀门的开度 电机 从而调节蒸 工作原理： 汽流入，控制
控制器
水的温度 .实 加入给定信号 现没有人直接 检测实际温度 参入的自动水 产生控制信号 温控制.
第一节 自动控制与自动控制系统
要使自动控制系统满足工程实际的需 控制器 要 , 必须研究自动控制系统的结构参数与 系统性能之间的关系。 为了方便地分析系统性能，一般用 框图来表示系统的结构，水温自动控制系 统可用框图表示为： 实际 预期
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.
自动控制原理课程综述报告
HEFEI UNIVERSITY自动控制原理课程综述报告系 别 电子信息与电气工程系班 级 自 动 化 姓 名学 号完成 时间 2011 / 12 / 30摘要：在现代科学技术的众多领域中，自动控制技术起着越来越重要的作用。
自动控制是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置（称控制装置或控制器），使机器，设备或生产过程（统称被控对象）的某个工作状态或参数（即被控制量）自动地按照预定的规律运行。
关键词：正文：根据系统结构图应用结构图的等效变换和简化或者应用信号流图与梅森公式求传递函数一、控制系统3种模型，即时域模型----微分方程；复域模型——传递函数；频域模型——频率特性。
其中重点为传递函数。
在传递函数中，需要理解传递函数定义（线性定常系统的传递函数是在零初始条件下，系统输出量的拉氏变换式与输入量的拉氏变换式之比）和性质。
二、结构图的等效变换和简化--- 实际上，也就是消去中间变量求取系统总传递函数的过程。
1．等效原则：变换前后变量关系保持等效，简化的前后要保持一致2．结构图基本连接方式只有串联、并联和反馈连接三种。
如果结构图彼此交叉，看不出3种基本连接方式，就应用移出引出点或比较点先解套，再画简。
其中：引出点前移在移动支路中乘以()G s 。
（注意：只须记住此，其他根据倒数关系导出即可） ； 引出点后移在移动支路中乘以1/()G s ；相加点前移在移动支路中乘以1/()G s ；相加点后移在移动支路中乘以()G s 。
三. 应用信号流图与梅森公式求传递函数梅森公式： ∑=∆∆=nk k k P P 11式中，P —总增益；n —前向通道总数；Pk —第k 条前向通道增益；△—系统特征式，即 +-+-=∆∑∑∑f e d c b a L L L L L L 1Li —回路增益；∑La —所有回路增益之和；∑LbLc —所有两个不接触回路增益乘积之和；∑LdLeLf —所有三个不接触回路增益乘积之和；△k —第k 条前向通道的余因子式，在△计算式中删除与第k 条前向通道接触的回路。
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。
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解：加热炉采用电加热方式运行，加热器所产生的热量与调压器电压 u c 的平 方成正比，U c 增高，炉温就上升，U c 的高低由调压器滑动触点的位置所控制， 该触点由可逆转的直流电动机驱动。
炉子的实际温度用热电偶测量，输出电压 U f 。
U f 作为系统的反馈电压与给定电压U r 进行比较，得出偏差电压U e ，经电压 放大器、功率放大器放大成U a 后，作为控制电动机的电枢电压。
在正常情况下，炉温等于某个期望值 T ° C,热电偶的输出电压U f 正好等于 给定电压U r 。
此时，U e ^U r - U f =0，故U|二山二。
，可逆电动机不转动，调压 器的滑动触点停留在某个合适的位置上， 使U c 保持一定的数值。
这时，炉子散失 的热量正好等于从加热器吸取的热量，形成稳定的热平衡状态，温度保持恒定。
当炉膛温度T ° C 由于某种原因突然下降（例如炉门打开造成的热量流失）， 则出现以下的控制过程： 控制的结果是使炉膛温度回升，直至T ° C 的实际值等于期望值为止。
1、 自动控制原理作业解：当合上开门开关时，电桥会测量出开门位置与大门实际位置间对应的偏差电压，偏差 电压经放大器放大后，驱动伺服电动机带动绞盘转动，将大门向上提起。
与此同时，和大 门连在一起的电刷也向上移动，直到桥式测量电路达到平衡，电动机停止转动，大门达到开启位置。
反之，当合上关门开关时，电动机带动绞盘使大门关闭，从而可以实现大门远 距离开闭自动控制。
系统方框图如下图所示。
2、 电炉 啟定电压一 .+T 3 不汽阴ltir 心罠丘机的转 员载蒸汽机 減速器4 U1 o-发电机电动机 放大 器杆传调节供汽阀门 解 在本系统中，蒸汽机是被控对象，蒸汽机的转速••是被控量，给定量是 设定的蒸汽机希望转速。
离心调速器感受转速大小并转换成套筒的位移量，经杠 币构成闭环控 X 制蒸 系统中，加热炉是被控对象，炉温是被控量，给定量是由给定电位器设定的 电压Ur （表征炉温的希望值）。
系统方框图为： 给定 电位器 放大器 —A 减速器 调压器电炉 li4憑汽机丿」i y离心 调速器解：系统在运行过程中，不论负载如何变化，要求发电机能够提供由给定电位器设定的规定电压值。
在负载恒定，发电机输出规定电压的情况下，偏差电压：.u 二u r-u =0，放大器输出为零，电动机不动，励磁电位器的滑臂保持在原来的位置上，发电机的励磁电流不变，发电机在原动机带动下维持恒定的输出电压。
当负载增加使发电机输出电压低于规定电压时，输出电压在反馈口与给定电压经比较后所得的偏差电压-u = u r -u .0，放大器输出电压u1便驱动电动机带动励磁电位器的滑臂顺时针旋转，使励磁电流增加，发电机输出电压u上升。
直到u 达到规定电压u r时，电动机停止转动，发电机在新的平衡状态下运行，输出满足要求的电压。
系统中，发电机是被控对象，发电机的输出电压是被控量，给定量是给定电位器设定的电压u r。
系统方框图如下图所示。
负载扰动5、下图为函数记录仪绳轮遊連发屯机解：函数记录仪由衰减器、测量元件、放大元件、伺服电动机-测速机组、齿轮系及绳轮等组成，其工作原理如上图所示。
系统的输入（给定量）是待记录电压，被控对象是记录笔，笔的位移是被控量。
系统的任务是控制记录笔位移，在纸上描绘出待记录的电压曲线。
函数记录仪的测量元件是由电位器R Q和R M组成的桥式测量电路，记录笔就固定在电位器R M的滑臂上，因此，测量电路的输出电压U p与记录笔位移成正比。
当有慢变的输入电压U r时，在放大元件输入口得到偏差电压• 4二U r -U p，经放大后驱动伺服电动机，并通过齿轮减速器及绳轮带动记录笔移动，同时使偏差电压减小。
当偏差电压厶U=0时，电动机停止转动，记录笔也静止不动。
此时U p二U r，表明记录笔位移与输入电压相对应。
如果输入电压随时间连续变化，记录笔便描绘出相应的电压曲线。
函数记录仪方框图见下图。
其中，测速发电机是校正元件，它测量电动机转速并进行反馈，用以增加阻尼，改善系统性能。
花菩T放大器卜製轧〒［融歳H记最笔户测凍1一--------------------- 电桥电路卜 ----------6、解：采用自整角机作为角度测量元件的火炮方位角控制系统。
图中的自整角机工作在变压器状态，自整角发送机BD的转子与输入轴联结，转子绕组通入单相交流电；自整角接收机BS的转子则与输出轴（炮架的方位角轴）相连接。
当转动瞄准具输入一个角度円的瞬间，由于火炮方位角％，会出现角位置偏差入。
这时，自整角接收机BS的转子输出一个相应的交流调制信号电压U e，其幅值与入的大小成正比，相位则取决于入的极性。
当偏差角入＞o时，交流调制信号呈正相位；当入＜0时，交流调制信号呈反相位。
该调制信号经相敏整流器解调后，变成一个与入的大小和极性对应的直流电压，经校正装置、放大器处理后成为U a。
U a驱动电动机带动炮架转动，同时带动自整角接收机的转子将火炮方位角A反馈到输入端。
显然，电动机的旋转方向必须是朝着减小或消除偏差角e的方向转动，直到入二弓为止。
这样，火炮就指向了手柄给定的方位角上。
A在该系统中，火炮是被控对象，火炮方位角0是被控量，给定量是由手柄给定的方位角E 。
系统方框图如下图所示C(s)7、试用梅逊公式法化简下面动态结构图，求如图所示系统的传递函数R (s )=1 G 1G 2G 3G 4G 5G 6H 1 G 2G 3H 2 G 4G 5H 3 +G 3G 4H 4 +G 2G 3G 4G 5H 2H 3刚药再厂可汛改 :1=1CRTG 1G 2G 3G 4G 5G 6:1 GGG 3G 4G 5G 6H 「G 2G 3H 2 G 4G 5H 3G 3G 4H 4 G 2G 3G 4G 5H 2H 3C(s)8、试用梅逊公式法求如图所示系统的传递函数R(s)CC解: R =GGG 3G 4G 5G 6H 婷C（s）9、方框图如图所示，用梅逊公式化简方框图求R（s）。
10、已知系统方程组如下：X1（s^G1（s）R（s^G1（s）［G7（s^G8（s）］C（s）/2（s^G2（s）［X!（sHG6（s）X3（s）］X3（s）二［X2（S）-C（S）G5（S）］G3（S）,C（s）二G4（S）X3（S）C（s）试绘制系统结构图，并求闭环传递函数R（s）。
11、系统的微分方程如下：X1（t）=r（t） -c（t） njt）X2（t）工心为⑴X3（t） =X2（t） -X5（t）3讼）dtX5（t）=X4（t）- 如2（t）Kx（t）二恤题3 5（）dt2dt式中K i、K2、K3、T为常数，r(t)为指令，门1、n2为干扰，c(t)为被控量。
试建立系统的动态结构图，并分别求传递函数C(s)R(s)、C(s)N i(s)、C(s), N2(s)。
C(s) C(s)12、求如图所示方框图的传递函数R(s)和E(s)13、某控制系统的方框图如图所示，试求(1)该系统的开环传函G k(s)、闭环传函C©和误差传函更。
R(s) R(s)⑵若保证阻尼比=0.7和响应单位斜坡函数的稳态误差为e ss=0.25,求系统参数K14.控制系统方块图如图所示:(1)当a =0时，求系统的阻尼比•，无阻尼自振频率n和单位斜坡函数输入时的稳态误差；(2)当=0.7时，试确定系统中的a值和单位斜坡函数输入时系统的稳态误差15.设单位反馈系统的开环传递函数为若要求闭环特征方程的根的实部均小于-1,问K 值应取在什么范围?(1)试确定使系统稳定的开环增益 K 、阻尼比•的范围⑵若.=2，并保证系统的极点全部位于 s =-1的左侧，试确定此时的开 环增益K 的范围(1)当K f -0、K a =10时，试确定系统的阻尼比 、固有频率 二和单位斜坡 输入时系统的稳态误差。
(2)若使.=0.6，单位斜坡输入下系统的稳态误差e ss =0.2，试确定系统中K f 的值，此时放大系数K a 应为何值。
19、设单位反馈系统的开环传递函数为 G(s)，要求系统响应单位匀s(0.04s + 1)速信号的稳态误差e ss 空1%及相角裕度 -45，试确定串联迟后校正环节的传递函数。
20、已知单位反馈系统的开环传递函数为G(s)= S (0.1S D试确定系统的闭环传递函数。
G(s)=s(s 2 40 s 100)18 已知系统的结构图如图所示:17、单位负反馈系统的开环传递函数为试设计串联校正环节，使系统的相角裕度不小于45，剪切频率不低于50rad /s21、设控制系统的结构图如图所示：（1 ）分析说明内反馈K f s的存在对系统稳定性的影响。
（2）计算静态位置误差系数、静态速度误差系数和静态加速度误差系数，并说明内反馈K f S的存在对系统稳态误差的影响。
22、单位反馈系统的开环对数幅频特性曲线L o（■）如图所示，采用串联校正，校正装置A10 丿的传递函数G c(s)二一s s ---------—1 — 1 0.3 100dB开环对数幅频特性曲线（1）写出校正前系统的传递函数G0（s）；（2）在上图中绘制校正后系统的对数幅频特性曲线LC ）；（3）求校正后系统的截止频率「c和相角裕度。
23、某系统的开环对数幅频特性如图所示，其中虚线表示校正前的，实线表示校正后的。
要求：（1）确定所用的是何种串联校正方式，写出校正装置的传递函数G c（s）；(1) 写出系统开环脉冲传递函数 G(z)；(2) 确定使系统稳定的 K 值范围；27、已知单位反馈系统的开环传递函数为 G(s)=s(0.1s + 1)试设计串联校正环节，使系统的相角裕度不小于45，剪切频率不低于50rad /s匀速信号的稳态误差e ss 乞1%及相角裕度 -45，试确定串联迟后校正环节的传26、试求E(s)(s 3)s(s 1)( s 2)的z 变换28、设单位反馈系统的开环传递函数为 G(s)二K s(0.04s 1)要求系统响应单位(2) 确定使校正后系统稳定的开环增益范围； (3)当开环增益 K=124、已知系统结构如图所示，采样周期T = 0.2s 。
求系统稳定时 K 的取值范围。
25、离散系统结构图如下图所示，采样周期T =1。
递函数。
29、系统不可变部分的传递函数为:G o(s)=K vs(0.1s 1)(0.2s 1)要求满足性能指标：(1)系统型别v二1(2)开环增益K v=25s J(3) 剪切频率^2.5rad /s(4)相角裕度_40°试确定合适的校正环节30、某最小相角系统的开环对数幅频特性如下图所示。
要求：1、写出系统开环传递函数；2、利用相角裕度判断系统的稳定性；3、将其对数幅频特性向右平移十倍频程，试讨论对系统性能的影(1)写出系统的开环传递函数;(2)判定闭环系统的稳定性；(3)如果输入信号r(t)二t时，求系统在输入信号作用下的稳态误差-4032、已知最小相位系统的开环传递函数 Bode 图的对数幅频特性如图所示，试求 该系统开环传递函数。