自动控制课程设计题目
自动控制原理课程设计
审定成绩：自动控制原理课程设计报告题目：单位负反馈系统设计校正学生姓名罗衡班级0903班院别物理与电子学院专业电子科学与技术学号14092500060 指导老师杜健嵘设计时间2011.12目录一、设计题目 (1)二、设计要求 (1)三、设计思路 (1)四、设计方法与步骤 (1)（1）确定系统开环增益 (2)（2）分析校正前系统性能指标 (2)（3）选择校正方案 (4)（4）设置校正装置的参数 (5)（5）分析校正后系统性能指标 (6)五、验证与对比 (8)六、参考文献 (9)自动控制原理课程设计一、设计题目设单位负反馈系统的开环传递函数为)12.0)(11.0()(0++=s s s K s G ，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045≥γ（2）在单位斜坡输入下的稳态误差05.0＜ss e （3）系统的剪切频率s /rad 3＜c ω二、设计要求（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。
三、设计思路根据题目要求的稳态误差 e ss 的值，确定开环增益 K ，再得到校正前系统的传递函数及频率特性，利用matlab 画出其 bode 图，从图形及结果可以得到校正前系统的相角裕度γ和剪切频率ωc ，判断这两项指标是否符合要求，若不符合，则选择合适的校正装置，确定并计算出校正装置的参数 a 和 T 。
即得校正装置的传递函数，然后得到校正后系统的开环传递函数及频率特性，最后验证已校正系统的γ和ωc 是否都达到要求。
如果有指标仍未达标。
则须另取合适的w c 的四、设计方法与步骤（1）确定系统开环增益单位负反馈系统的误差传递函数为：)12.0)(11.0()12.0)(11.0()()(11)()s (K s s s s s s s H s G s R E +++++=+= 根据稳态误差的定义，在单位斜坡输入信号t t r =)(（2s 1)(=s R ）作用下的稳态误差为：K1)()(1)(lim)]([lim )(lim =+=⋅==∞→∞→∞→s H s G s sR s E s t e e s s s ss现要使稳态误差05.0＜ss e ，则K>20,取开环增益K=21即可满足系统对稳态误差的要求。
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。
自动控制原理课程设计-火炮跟踪随动控制系统-精品
课程设计名称：自动控制原理课程设计题目：火炮跟踪随动控制系统专业：班级：姓名：学号：课程设计任务书一、设计题目：车载武器随动系统设计二、设计任务：设计一个随动系统，使其发射端口在要求的精度和时间X围内跟踪目标.三、设计计划：1.查阅相关资料2.确定设计方案3.进展设计并定稿四、设计要求：要求设计的随动系统在跟踪过程有足够的稳定性与快速性指导教师：徐建华教研室主任：徐建华时间：2011年12月9 日中国矿业大学某某学院课程设计成绩评定表摘要随动控制系统又名伺服控制系统。
其参考输入是变化规律未知的任意时间函数。
随动控制系统的任务是使被控量按同样规律变化并与输入信号的误差保持在规定X围内。
这种系统在军事上应用最为普遍.如导弹发射架控制系统，雷达天线控制系统等。
其特点是输入为未知。
本文对一个随动系统进展研究，在准确把握研究的方向根底上，始终以系统的高运行性能为目标，在控制系统的稳定性，快速性，准确性这三者之间的固有矛盾中寻找最优的平衡点。
通过建立模型，元件确定，参数分析，串联校正四大模块，整合自动控制理论的各个知识点，包含了经典控制理论的大局部内容，知识点相互穿插，严密联系，并有机结合成一篇完整的论文。
目录一系统设计的步骤――――――――――――――――――――――――― 1 1.1 设计方案―――――――――――――――――――――――――――1―――――――――――――――――――― 1 ――――――――――――――――――――――――11.2 系统的方框图与开环传函――――――――――――――――――――52.1系统方框图――――――――――――――――――――――――――52.2系统开环传函―――――――――――――――――――――――――61.3 火炮系统的工作过程――――――――――――――――――――――6 1.4 性能指标确实定――――――――――――――――――――――――6 二控制系统方案和主要元部件的选择―――――――――――――――――72.1 系统方案―――――――――――――――――――――――――――7 2.2 元部件选择――――――――――――――――――――――――――7 三开环增益和静态误差计算―――――――――――――――――――――83.1 系统无测速反响――――――――――――――――――――――――8 3.2 系统参加测速反响―――――――――――――――――――――――8――――――――――――――――――――――――9 ――――――――――――――――――――――――9 ―――――――――――――――――――――――――10 3.3 静态误差的计算――――――――――――――――――――――――11 四动态分析和校正装置的设计――――――――――――――――――――13 五结论――――――――――――――――――――――――――――――15 六设计体会――――――――――――――――――――――――――――16 七参考文献――――――――――――――――――――――――――――17一系统设计的步骤1.1设计方案(1)控制任务：控制火炮跟踪目标，确定目标位置,适时开炮击中目标。
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%。
【设计】自动控制系统课程设计转速单闭环直流电机调速系统设计与仿真
【关键字】设计东北大学秦皇岛分校控制工程学院《自动控制系统》课程设计设计题目：转速单闭环直流电机调速系统设计与仿真学生：张海松专业：自动化班级学号：指导教师：王立夫设计时间：2012年6月27日东北大学秦皇岛分校控制工程学院《自动控制系统》课程设计任务书专业：自动化班级：509 学生姓名：设计题目：转速单闭环直流电机调速系统设计与仿真一、设计实验条件实验设备：PC机二、设计任务直流电机额定电压，额定电枢电流，额定转速，电枢回路总电阻，电感，励磁电阻，励磁电感，互感，，允许过载倍数。
晶闸管装置放大系数：，时间常数：，设计要求：对转速环进行设计，并用Matlab仿真分析其设计结果。
目录绪论--------------------------------------------------------------------------------11.转速单闭环调速系统设计意义-----------------------------12.原系统的动态结构图及稳定性的分析-----------------------22.1 转速负反应单闭环控制系统组成-----------------------22.2 转速负反应单闭环控制系统的工作原理-----------------33.调节器的选择及设计-------------------------------------33.1调节器的选择- --------------------------------------33.2 PI调节器的设计--- ---------------------------------44.Mat lab仿真及结果分析----------------------------------74.1 simulink实现上述直流电机模型-----------------------74.2 参数设置并进行仿真---------------------------------74.3结果分析--------------------------------- ---------155.课设中遇到的问题--------------------------------------166.结束语- ---------------------------------------------17参考文献- ---------------------------------------------17转速单闭环直流电机调速系统设计与仿真绪论直流电动机由于调速性能好，启动、制动和过载转矩大，便于控制等特点，是许多高性能要求的生产机械的理想电动机。
自动控制原理校正课程设计-- 线性控制系统校正与分析
自动控制原理校正课程设计-- 线性控制系统校正与分析课程设计报告书题目线性控制系统校正与分析院部名称机电工程学院专业10电气工程及其自动（单）班级组长姓名学号设计地点工科楼C 214设计学时1周指导教师金陵科技学院教务处制目录目录 (3)第一章课程设计的目的及题目 (4)1.1课程设计的目的 (4)1.2课程设计的题目 (4)第二章课程设计的任务及要求 (6)2.1课程设计的任务 (6)2.2课程设计的要求 (6)第三章校正函数的设计 (7)3.1设计任务 (7)3.2设计部分 (7)第四章系统动态性能的分析 (10)4.1校正前系统的动态性能分析 (10)4.2校正后系统的动态性能分析 (13)第五章系统的根轨迹分析及幅相特性 (16)5.1校正前系统的根轨迹分析 (16)5.2校正后系统的根轨迹分析 (18)第七章传递函数特征根及bode图 (20)7.1校正前系统的幅相特性和bode图 (20)7.2校正后系统的传递函数的特征根和bode图 (21)第七章总结 (23)参考文献 (24)第一章 课程设计的目的及题目1.1课程设计的目的⑴掌握自动控制原理的时域分析法，根轨迹法，频域分析法，以及各种补偿（校正）装置的作用及用法，能够利用不同的分析法对给定系统进行性能分析，能根据不同的系统性能指标要求进行合理的系统设计，并调试满足系统的指标。
⑵学会使用MATLAB 语言及Simulink 动态仿真工具进行系统仿真与调试。
1.2课程设计的题目 已知单位负反馈系统的开环传递函数)125.0)(1()(0++=s s s K s G ，试用频率法设计串联滞后校正装置，使系统的相角裕量 30>γ，静态速度误差系数110-=s K v 。
\第二章课程设计的任务及要求2.1课程设计的任务设计报告中，根据给定的性能指标选择合适的校正方式对原系统进行校正（须写清楚校正过程），使其满足工作要求。
然后利用MATLAB对未校正系统和校正后系统的性能进行比较分析，针对每一问题分析时应写出程序，输出结果图和结论。
自动控制原理课程设计--串联超前—滞后校正装置(2)
课题：串联超前—滞后校正装置（二）专业：电气工程及其自动化班级： 2011级三班姓名：居鼎一（20110073）王松（20110078）翟凯悦（20110072）陈程（20110075）刘帅宏（20110090）邓原野（20110081）指导教师：毛盼娣设计日期：2013年12月2日成绩：重庆大学城市科技学院电气信息学院目录一、设计目的-------------------------------------------------------------1二、设计要求-------------------------------------------------------------1三、实现过程-------------------------------------------------------------33.1系统概述-------------------------------------------------------- 33.1.1设计原理------------------------------------------------- 33.1.2设计步骤------------------------------------------------- 43.2设计与分析----------------------------------------------------- 53.2.1校正前参数确定--------------------------------------- 53.2.2确定校正网络的传递函数--------------------------- 53.2.3 理论系统校正后系统的传递函数和BODE 图-- 73.2.4系统软件仿真------------------------------------------ 8四、总结------------------------------------------------------------------15五、参考文献-------------------------------------------------------------16自动控制原理课程设计报告一、设计目的（1）掌握控制系统设计与校正的步骤和方法。
自动控制原理课程设计
课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目: 一类位置随动系统的滞后校正初始条件：图示为一位置随动系统，放大器增益为Ka=15，电桥增益6K=,测速电机增益εk=，Ra=7Ω，La=10mH，J=0.005kg.m/s2，J L=0.03 kg.m/s2,f L=0.08,C e=1,Cm=3,f=0.1,K b 2t＝0.2,i=0.02要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、求出系统各部分传递函数，画出系统结构图、信号流图，并求出闭环传递函数；2、求出开环系统的截至频率、相角裕度和幅值裕度，并设计滞后校正装置，使得系统的相角裕度增加10度。
3、用Matlab对校正前后的系统进行仿真分析，比较校正前后区别，并说明原因。
时间安排：1.15～16 明确设计任务，建立系统模型1.17～19 计算频域性能指标，设计校正装置1.23～24 仿真分析，撰写课程设计报告指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日摘要随动系统是指系统的输出以一定的精度和速度跟踪输入的自动控制系统，并且输入量是随机的，不可预知的。
在很多情况下，随动系统特制被控量是机械位移的比还控制系统。
控制技术的发展，使随动系统得到了广泛的应用。
位置随动系统是反馈控制系统，是闭环控制，调速系统的给定量是恒值，希望输出量能稳定，因此系统的抗干扰能力往往显得十分重要。
而位置随动系统中的位置指令是经常变化的，要求输出量准确跟随给定量的变化，输出响应的快速性、灵活性和准确性成了位置随动系统的主要特征。
简言之，调速系统的动态指标以抗干扰性能为主，随动系统的动态指标以跟随性能为主。
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。
在自动控制理论中，数学模型有多种形式。
时域中常用的数学模型有微分方程、差分方程和状态方程；复数域中有传递函数、结构图；频域中有频率特性等。
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。
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。
电力拖动自动控制系统课程设计题目
一、 设计题目：双闭环V-M 调速系统中主电路，电流调节器及转速调节器的设计。
二、 已知条件及控制对象的基本参数：（1）已知电动机参数为：nom p =3kW ，nom U =220V ，nom I =17.5A ，nom n =1500r/min ，电枢绕组电阻a R =1.25Ω，2GD =3.532N m 。
采用三相全控桥式电路，整流装置内阻rec R =1.3Ω。
平波电抗器电阻L R =0.3Ω。
整流回路总电感L=200mH 。
（2）这里暂不考虑稳定性问题，设ASR 和ACR 均采用PI 调节器，ASR 限幅输出im U *=－8V ，ACR 限幅输出ctm U =8V ，最大给定nm U *=10V ，调速范围D=20，静差率s=10%，堵转电流 dbl I =2.1nom I ，临界截止电流 dcr I =2nom I 。
（3）设计指标：电流超调量δi %≤5%，空载起动到额定转速时的转速超调量δn≤10%，空载起动到额定转速的过渡过程时间 t s ≤0.5。
三、 设计要求（1）用工程设计方法和[西门子调节器最佳整定法]* 进行设计，决定ASR 和ACR 结构并选择参数。
（2）对上述两种设计方法进行分析比较。
（3）设计过程中应画出双闭环调速系统的电路原理图及动态结构图 （4）利用matlab/simulink 进行结果仿真。
* 为可选作内容四、 设计方法及步骤：Ⅰ 用工程设计方法设计（1） 系统设计的一般原则：直流双闭环调速系统中设置了两个调节器，即转速调节器(ASR)和电流调节器(ACR)，分别调节转速和电流，即分别引入转速负反馈和电流负反馈。
按照设计多环控制系统的先内环后外环的一般原则，从内环开始，逐步向外扩展。
在双闭环系统中，应该首先设计电流调节器，然后把整个电流环看作是转速调节系统中的一个环节，再设计转速调节器。
图1双闭环直流调速系统的稳态结构图α一转速反馈系数;β一电流反馈系数（2）主电路的主要参数的计算 1）22:(1~1.2)2.34cos 00.9dU U U =⨯⨯=114.9V 其中系数0. 9为电网波动系数，系数1-1. 2为考虑各种因素的安全系数，这里取1. 10（2）电流环设计2）电动势系数:22017.5 1.250.132min/1500N N e N U I R C V r n --⨯===∙3） 转矩系数：301.26/m e C C kg m A π==4）由题意得，平波电抗器电阻L R =0.3Ω5）机电时间常数：223.530.30.1693753750.13230m e m GD R T s C C π⨯=∙=∙=⨯ （3）电流环调节器的参数计算 1) 确定时间常数a.整流装置滞后时间常数s T 。
《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=±。
郑州大学电气工程学院自动控制理论课程设计
电气工程学院课程设计报告课程名称：自动控制理论设计题目：KSD—1型晶闸管直流随动系统分析与校正专业：自动化班级：学号：学生姓名：时间：——————以下由指导教师填写——————分项成绩：出勤成品答辩及考核总成绩：总分成绩指导教师（签名）：前言KSD-1型晶闸管直流随动系统是按输入角度与反馈角度之间的偏差原理进行的。
它采用自整角机作为反馈元件，线性运算放大器作为放大元件，晶闸管作为功率放大元件和直流伺服电动机作为执行元件，属小功率随动系统，为了提高系统的稳定性和动态品质，在系统中加入PID串联或并联校正装置。
该装置性能指标为:(1)静态位置误差e0≦0.5o(2)系统速度误差esr≦1o(最大速度为50o/s)(3)超调量Mp≦30%(4)振荡次数N≦2(5)过度过程时间tp≦0.7s一、KSD-1工作原理KSD-1型晶闸管直流随动系统是按输入角度与反馈角度之间的偏差原理进行的。
它采用自整角机作为反馈元件，线性运算放大器作为放大元件，晶闸管作为功率放大元件和直流伺服电动机作为执行元件，属小功率随动系统，为了提高系统的稳定性和动态品质指标，采用了直流测速发点机反馈作为并联校正。
用电压放大器作为有源串联校正器。
本系统是采用电枢控制直流伺服电动机的随动系统，系统图采用变压式自整角机对，用来测量两个机械轴的转角差，当系统静止时，两个自整角机转子相对于三相绕组的夹角之差为零。
两个自整角机处于平衡状态，没有电压输出。
假设系统有一输入角θ，这时，自整角机输出误差电压U c，通过输出变压器加到相敏整流器上，相敏整流器输出通过低通滤波器，取出近似正比于误差角的直流有效讯号，加到线性组件K o的反相输入端，经过电压放大后，加到同相器TX和反相器PX的同相和反相输入端作为SCR控制脚的控制信号，经触发陷入CP1或CP2产生触发脉冲，去触发可控硅，由可控硅功率放大器输出控制伺服电动机转动，经减速器i同时带动自整角机Sc的转子转动，直至Sc跟上Sr的转角后，系统重新处于平衡，为了使系统正常工作，必须加入串联校正装置或者并联校正装置。
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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。
设计控制器满足如下条件：(sG)c1.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。
3.减小单位阶跃扰动的影响。
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。
3.画出系统的波特图。
4.如果要求系统静态误差系数Kv≥5(s-1)，相角裕度大于45度，设计串联校正装置，要求校正后截止频率大于2 rad/s.题目七液位自动控制系统设计1、任务简介某化工厂水箱的排水量根据工业生产的需要而不断地变化，为了保持水箱压力恒定，就要保持水位恒定，因此就必须自动调整进水量。
(应用PLC)2、工作方式本系统要求有手动和自动两种工作方式。
手动控制方式用于水泵的调试，即当按下按钮时水泵运转，松开按钮时水泵停止，目的是为了调试水泵是否能正常工作；当系统切换为自动控制方式并启动题目九自动售货机1、任务简介自动投币售货2、工作方式(1)此售货机可投入1元、5元或1O元硬币。
(2)当投入的硬币总值超过12元时，汽水按钮指示灯亮；又当投入的硬币总值超过15元时，汽水及咖啡按钮指示灯都亮。
(3)当汽水按钮灯亮时，按汽水按钮，则汽水排出7秒后自动停止，这段时间内，汽水指示灯闪动。
(4)当咖啡按钮灯亮时，按咖啡按钮，则咖啡排出7秒后自动停止，这段时间内，咖啡指示灯闪动。
(5)若投入硬币总值超过按钮所需的钱数(汽水12元，咖啡15元)时，找钱指示灯亮，表示找钱动作，并退出多余的钱。
3、设计要求根据要求，写出梯形图及指令表。
题目十花样喷泉1.任务简介花式喷水如图所示，第一花样配以绿灯，第二花样配以蓝灯，第三花样配以黄灯，第四花样配以红灯。
在花样确定的前提下，可以通过修改程序或者改变外接的控制开关的时间，就可改变控制方式，达到显现各种复合花样的要求。
自动投币售货2.工作方式按下起动按纽XO且X2一直接通，则第一花样输出且绿灯亮；1分钟后，第二花样输出且蓝灯亮；到2分钟时，第三花样输出且黄灯亮；到3分钟时，第四花样输出且红灯亮。
即各延时1分钟后，第1---4花样相继显现并一直保持1—4种花样同时显现。
若XO按下后，X2仅接通1分钟，则1—4花样轮流显现1分钟，然后暂停1分钟，如此循环。
3.设计要求根据要求，写出梯形图及指令表。
题目十一循环油料系统1.任务简介2.工作方式(1)当起动按钮按下时，泵1、2通电运行，由泵1将油从循环槽打入淬火槽，经沉淀槽，再由泵2打入循环槽，运行15分钟后，泵1、2停。
(2)在泵l、2运行期间，当沉淀槽液位到达高液位时，液位传感器SLl接通，此时泵l停，泵2继续运行1分钟。
(3)在泵1、2运行期间，当沉淀槽液位到达低液位时，液位传感器SL2接通，此时泵2停，泵1继续运行1分钟。
(4)按下停止按纽时，泵1、2停。
3.设计要求根据要求，写出梯形图及指令表。
题目十二节日礼花弹引爆系统1.任务简介设计一节日礼花弹引爆程序。
礼花弹用电阻点火引爆器引爆。
为实现自动引爆，以减轻工作人员频繁操作的负担，保证安全，提高动作的准确性。
2.工作方式按两种程序控制：(1)1--12个礼花弹，每个引爆间隔为0.1S；13--14个礼花弹，每个引爆间隔为0.2s。
(2)1—6个礼花弹引爆间隔为O.1S，引爆完后停lOs，接着7—12个礼花弹引爆，间隔为0.1S，引爆完后又停lOs，接着13—18个礼花弹引爆，间隔为0.1s，引爆完后再停lOs，接着19—24个礼花弹引爆，间隔为0.1S。
引爆用一个引爆起动开关控制。
3.设计要求根据要求，写出梯形图及指令表。
题目十三盐、碱分离系统1.任务简介在氯碱生产中，碱液的蒸发、浓缩过程往往伴有盐的结晶，因此需要采取措施对盐、碱进行分离，目前大部分厂家均采用以离心机为主体的分离系统。
2.工作方式分离过程是一顺序循环过程，共分6个工步：进料、甩料、洗盐、升刀、间歇、清洗，靠6个电磁阀完成上述动作，并要求前5个工作连续循环8次后方可进入清洗工步，待清洗完毕后再进入下一次大循环。
分离过程的流程图如图所示。
3.设计要求根据要求，画出控制系统状态转移图，写出梯形图及指令表。
题目十四冲床工作系统1.任务简介冲床工作示意图如图所示。
初始状态时，机械手在最左边，左限位开关X4接通，冲头在最上面，上限位开关X3接通；机械手松开(YO断开)。
2.工作方式其工作过程如下：(1)按下起动按纽，YO接通，机械手夹紧工件并保持。
(2)1S后Y1接通，机械手右行。
(3)机械手右行到位接通右限位开关X 1，冲头下行(Y3接通)，加工工件。
(4)工件加工后，下限位开关X2接通，冲头上行(Y4接通)，上行到位时，上限位开关X3接通，冲头回到初始位置。
(5)机械手左行(Y2接通)。
(6)机械手左行到位，接通左限位开关X4，机械手松开工件(YO断开)，机械手回到初始状态。
3.设计要求冲床要求设置单周期和自动连续两种操作方式。
画出控制系统状态转移图，写出梯形图和语句表。
题目十五燃油控制系统1.任务简介燃油经燃油预热器预热，由喷油泵经喷油口打入锅炉进行燃烧。
燃烧时，鼓风机送风，喷油口喷油；点火变压器接通(子火燃烧)；瓦斯阀打开(母火燃烧)，将燃油点燃。
点火完毕，关闭子火与母火，继续送风、喷油，使燃烧继续。
锅炉的进水、排水分别由进水阀、出水阀执行。
上、下水位分别由上限、下限水位开关检测。
蒸汽压力由蒸汽压力开关检测。
2.工作方式控制要求如下：(1)起动：该锅炉的燃烧按一定时间间隔顺序起燃。
其起燃顺序为：燃油预热，1分钟后送风，同时子火、母火燃烧；5秒后，喷油；再过5秒，子火、母火关闭，起动过程结束。
(2)停止：停止燃烧时，要求：燃油预热、喷油关闭，送风(将杂质、废气吹去)；20秒后，送风停止(清炉停止)。
(3)异常状况自动关火：锅炉燃烧过程中，当出现异常状况时(即蒸气压力超过允许值，或水位超过上限，或水位低于下限)，能自动关火进行清炉；异常状况消失后，又能自动按起燃顺序重新点火燃烧。
即：异常状况时，进行清炉过程(燃油预热、喷油关闭，送风)；间隔20秒，清炉停止，若异常状况消失，则开始起燃过程。
(4)锅炉水位控制：锅炉工作起动后，当水位低于下限时，进水阀打开，排水阀关闭；当水位高于上限时，排水阀打开，进水阀关闭。
3.设计要求根据要求，写出梯形图及指令表。
题目十六金属压铸机1.任务简介金属压铸机工作示意图如图所示，压铸机的动作由液压油缸推动，执行元件为电磁阀。
2.工作方式其工艺流程如下：(1)原位：模板在开模确认位置，开模确认限位开关SQ2闭合；洗模嘴上升归位，喷嘴归位限位开关SQ5闭合。
(2)关模：有起动信号按下后，关模电磁阀YVO 通电，模板右移。
(3)射出：当模板右移到位，关模确认限位开关SQ3闭合，射出电磁阀YV5通电，射出活塞左移，将金属射入模内。
(4)冷却：射出活塞自动归位，射出确认限位开关SQ4闭合，冷却电磁阀YV4通电，利用冷却水成型。
(5)开模：延时5S待工件冷却后，开模电磁阀YV1通电，模板左移，工件自动顶出。
(6)洗模：模板左移到位，开模确认限位开关SQ2闭合，喷嘴下移电磁阀YV2、喷嘴液电磁阀YV3均通电，喷嘴下移并喷洗模液。
(7)复位：喷嘴下移到位，喷嘴下限限位开关SQ6闭合，喷嘴上移电磁阀通电，喷嘴上升回原位。
压铸机有两种操作方式：(1)单周期操作：按下起动按纽，压铸一个工件，即经过关模、射出、冷却、开模、洗模、复位一个循环后，等待下一次起动信号来，再压铸一个工件。
(2)自动连续操作：按下起动按纽，自动循环作业，连续压铸工件，直至停止按纽按下，才停止作业。
3.设计要求根据要求，画出控制系统状态转移图，写出梯形图及指令表。
要求:1、了解被控对象的功能和生产过程对控制系统的要求，确定PLC控制系统的总体设计方案。
2、根据信号类型，确定PLC选型与硬件配置，并设计外围接线图。
3、在硬件设计基础上，通过控制程序的设计完成系统的各项控制功能。
4、对设计的控制程序进行模拟调试及修改，保证系统工作正常、安全、可靠。
5、系统调试完成后，根据（模拟）调试的结果，整理出完整的技术文件，如硬件接线图、功能图表、带注释的梯形图，以及必要的文字说明等，最终完成设计说明书一篇，应具备中文摘要、关键词、参考文献等。
题目十七基于单片机的单容水箱液位PID控制系统设计基于单片机的单容水箱液位PID控制系统，主要内容包括单容水箱液位控制系统的设计，单容水箱的数学建模，单片机数据采集和上位机软件的通讯和PID参数的设定。
要求：1.掌握单容水箱的数学模型及其阶跃响应曲线。
2. 熟悉单回路反馈控制系统的组成和工作原理。
3.研究系统分别用P、PI和PID调节器的阶跃响应。
4.定性的分析P、PI和PID调节器的参数变化对系统性能的影响。