哈工大自控课设大作业
哈工大自动控制原理大作业
Harbin Institute of Technology自动控制原理设计论文课程名称：自动控制原理设计题目：液压伺服系统校正院系：测控技术与仪器系班级：设计者：学号：指导教师：设计时间：哈尔滨工业大学自动控制原理大作业一、 设计任务书考虑图中所示的系统。
要求设计一个校正装置，使得稳态速度误差常数为-14秒，相位裕度为，幅值裕度大于或等于8分贝。
利用MATLAB 画出已校正系统的单位阶跃响应和单位斜坡响应曲线。
二、 设计过程1、 人工设计1）、数据计算由图可知，校正前的开环传递函数为：0222s+0.10.025(20s 1)G =0.1(s 0.14)(1)44s s s s s +=++++ 其中按频率由小到大分别含有积分环节和放大环节，-20dB/dec ；一阶微分环节，10.05/w rad s =，0dB/dec;振荡环节，22/w rad s =，-40dB/dec;稳态速度误差：0202s+0.1e ()lim (s)lim 0.025(s 0.14)ss s s sG ss s →→∞===++。
显然，此时的相位裕度和稳态速度误差都不满足要求。
为满足题目要求，可以引入超前校正，提高系统的相位裕度和稳态速度误差。
2）、校正装置传递函数 （1）、稳态速度误差常数的确定为使稳态速度误差常数为-14秒,设加入的开环放大倍数为k,加入校正装置后的稳态速度误差满足： 11e ()4k 0.025kss v ∞=== 解得K=160；将K=160带入，对应的传递函数为：0222s+0.14(20s 1)G (s)=1600.1(s 0.14)(1)44s s s s s +=++++ 则校正前（加入k=160的放大倍数后）幅值穿越频率：018.00/c w rad s =，相位裕度：o 00.1631c r =； （2）、校正装置的确定这里采用超前补偿，由前面算得k=160，故设加入的校正装置传递函数为：111G (s)T 1c aT s s +=+ 设计后要求o =50γ,则o 0-=500.163149.8369o o γγ-=；a 满足：01sin 49.83691a a -=+ 解得：a =7.33，取a =8.取1010/18.00/c w rad s w rad s =<=作为第一个转折频率，取第二个转折频率为21*80/w a w rad s ==；在伯德图上过3rad/s 处做斜率为-20dB/dec 的线。
哈工大自动控制原理大作业定稿版
哈工大自动控制原理大作业HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】Harbin Institute of Technology课程设计说明书（论文）课程名称：自控控制原理大作业设计题目：控制系统的矫正院系：自动化测试与控制系班级：设计者：学号：指导教师：强盛设计时间： 2016.12.21哈尔滨工业大学题目88. 在德国柏林，磁悬浮列车已经开始试验运行，长度为 1600m的M-Bahn号实验线路系统代表了目前磁悬浮列车的发展水平。
自动化的磁悬浮列车可以在较短的时间内正常运行，而且具有较高的能量利用率。
车体悬浮控制系统的框图模型如图 8 所示，试设计一个合适的校正网络，使系统的相位裕度满足45°≤γ≤55°，并估算校正后系统的阶跃响应。
图 8 题 8 中磁悬浮列车悬浮控制系统一、人工设计利用半对数坐标纸手工绘制系统校正前后及校正装置的Bode图，并确定出校正装置的传递函数。
验算校正后系统是否满足性能指标要求。
1)未校正系统的开环频率特性函数应为：γ0(γγ)=1γ2(γ+10)2)未校正系统的幅频特性曲线图如下：由图中可以得出:γγ=√γ=0.316 rad/s对应的相位裕度为:γ(γγ)=180°−180°−arctan(γγ10)=−1.81°G c(s) 13)超前校正提供?(m)=50°4)γ−1γ+1=γγγ50°解得 a=7.55)−10γγγ=−8.75γγ,得到γγ=0.523 rad/s6)1γ=√γγγ=1.43 rad/s 1γγ=0.19 rad/s7)γγ(γ)=1+5.3γ1+0.7γ二、计算机辅助设计利用MATLAB语言对系统进行辅助设计、仿真和调试g = tf(1,[1 10 0 0]);gc = tf([5.3 1],[0.7 1]);ge = tf([5.3 1],conv([0.7 1],[1 10 0 0]));bode(g,gc,ge);gridlegend('uncompensated','compensator','compensated') [kg,r,wg,wc]=margin(ge)系统校正前后及校正装置的Bode图:性能指标：kg =18.3027 r =47.0334 wg =3.4822 wc =0.5273满足题目要求。
哈工大PLC大作业
哈⼯⼤PLC⼤作业《可编程控制器》课程设计院系：天平学院专业：机械制造及其⾃动化班级：0823姓名：俊学号：0730114326指导教师：郭丽华lihuaguo2008163.⽬录⽬录………………………………………………………………第⼀章交通信号控制系统实况.................................1.1⼗字路⼝交通灯控制实际情况描述.............................1.2 结合⼗字路⼝交通灯的路况画出模拟图.........................第⼆章可编程控制器程序设计.................................2.1 ⼗字路⼝交通灯模拟控制时序图.............................2.2可编程控制器I/O端⼝分配...................................2.3程序梯形图及语句表.......................................第三章总结.................................................3.1程序调试...............................................3.2 难点分析...............................................3.3 PLC智能化控制交通灯的⽅法................................3.4 收获与体会.............................................. 参考⽂献....................................................第⼀章交通信号控制系统分析1.1⼗字路⼝交通灯控制实际情况描述（1）南北⽅向绿灯和东西⽅向的绿灯不能同时亮；如果同时亮，则应⾃动⽴即关闭信号灯系统，并⽴即发出报警信号。
哈工大DSP大作业
DSP-F2812的最小系统设计姓名学号班级时间一、设计目的：TMS320F2812DSP是TI公司一款用于控制的高性能、多功能、高性价比的32位定点DSP。
它整合了DSP和微控制器的最佳特性，集成了事件管理器，A/D转换模块、SCI通信接口、SPI外设接口、eCAN 总线通信模块、看门狗电路、通用数字I/O口、多通道缓冲串口、外部中断接口等多个功能模块，为功能复杂的控制系统设计提供了方便，同时由于其性价比高，越来越多地被应用于数字马达控制、工业自动化、电力转换系统、医疗器械及通信设备中。
通过本课程的学习，我对DSP的各个模块有了较为深入的了解，希望可以通过对最小系统的设计，进一步加深对DSP的学习，能在实践中运用DSP，提高自己的动手实践能力。
二、设计思路所谓最小系统就是由主控芯片加上一些电容、电阻等外围器件构成，其能够独立运行，实现最基本的功能。
为了验证DSP的最基本的功能，我设计了如下单元：有源电路的设计、复位电路及JATG下载口电路的设计、外扩RAM的设计、串口电路的设计、外扩A/D模块电路的设计。
三、详细设计步骤和原理1、电源电路的设计TMS320F2812工作时所要求的电压分为两部分：3.3V的Flash电压和1.8V的内核电压。
TMS320F2812对电源很敏感，所以在此推荐选择电压精度较高的电源芯片TPS767D318。
TPS767D318芯片输入电压为+5V，芯片起振，正常工作之后，能够产生3.3V和1.8V两种电压电压供DSP使用。
如下图所示：2、复位电路及JATG下载口电路的设计考虑到TPS767D301芯片自身能够产生复位信号，此复位信号可以直接供DSP芯片使用，所以不用为DSP设置专门的复位芯片。
在实际设计过程中，考虑到JATG下载口的抗干扰性，在与DSP 相连接的接口均需要采用上拉设计。
3、外扩RAM的设计TMS320F2812芯片内部具有18K*16位RAM空间。
当程序代码长度小于18K*16位时，该芯片内部的RAM空间就能够满足用户的需求。
哈工大自控课设大作业
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y课程设计说明书（论文）课程名称：自动控制原理设计题目：串联校正装置设计院系：自动化测试与控制系班级：1201112设计学号：1120110623指导教师：马明达设计时间：2014.12.25哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学课程设计任务书一、人工设计已知技术参数和设计要求：设单位反馈系统开环传递函数为126()11(1)(1)1060K G s s s s =++要求设计一串联校正装置，使系统满足：（4）输入速度为1(rad/s)时，稳态速度误差不大于1/126(rad)； （5）开环放大系数不变； （6）相角裕度不小于30°，截止频率为20(rad/s)。
)1631)(189()1101)(19.81(c ++++=s s s s G即校正装置电路参数由校正装置传递函数)1631)(189()1101)(19.81(c ++++=s s s s G ，设计滞后超前电路网络:此网络传递函数 221121221122112211)()(22C R C R s C R C R C R s C R C R s C R C R s U U sr sc +++++++=，由于sr scc U U G =，所以据此求解可得到电阻R 和电容C 。
R 1=45.5Ω C 1=220μF解得 R 2=8.9Ω C 2=1F二．计算机辅助设计Simulink仿真框图校正前校正后阶跃响应曲线校正前012345678-2-1.5-1-0.50.511.5x 109Step ResponseTime (seconds)A m p l i t u d e校正后00.511.5Step ResponseTime (seconds)A m p l i t u d eBode 图10-210-110101102103104P h a s e (d e g )Bode DiagramGm = 13.3 dB (at 53.5 rad/s) , P m = 34.2 deg (at 19.8 rad/s)Frequency (rad/s)-150-100-50050100M a g n i t u d e (d B )根轨迹图校正前Root LocusReal Axis (seconds -1)I m a g i n a r y A x i s (s e c o n d s -1)-150-100-5050100150校正后-300-250-200-150-100-50050100-250-200-150-100-50050100150200250Root LocusReal Axis (seconds -1)I m a g i n a r y A x i s (s e c o n d s -1)Nyquist 图校正前(整体图)-250-200-150-100-50050100150200250Nyquist DiagramReal AxisI m a g i n a r y A x i s（ 局部放大图）-7-6-5-4-3-2-10-4-3-2-11234Nyquist DiagramReal AxisI m a g i n a r y A x i s校正后（整体图)-80-70-60-50-40-30-20-100-1500-1000-50050010001500Nyquist DiagramReal AxisI m a g i n a r y A x i s(局部放大图)哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）-10-9-8-7-6-5-4-3-2-101-8-6-4-202468Nyquist DiagramReal Axis I m a g i n a r y A x i s三.设计结论通过人工设计求出校正装置的传递函数以及校正装置的电路参数，设计出滞后超前的串联校正装置。
三轴转台内环控制系统【哈工大自动控制原理 大作业】【范本模板】
Harbin Institute of Technology三轴转台内环控制系统课程名称：自动控制原理院系：班级:设计者：学号:设计时间：2016。
1。
1哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学一、背景描述三轴转台是应用在半实物仿真系统中，模拟被测物体姿态变化的装置.本文研究的主要内容是三轴转台的内环控制系统。
二、问题描述技术要求：最大角速度400/o s ,最大动态踪误差0.02o ss e ≤；频带宽度148c s ω-≥，相位裕度45oγ=。
固有系统传递函数： 原题如下:修改后如下:三、求解过程设，为待定的补偿装置传递函数，。
设计要求为0.02oss e ≤令0。
02=,则K=2系统开环传递函数如下:E s θ sU s + —G C s G 0 s对数幅频特性方程如下：令，得剪切频率。
相位裕度：由bode图中校正前的图像可知需采用超前补偿的方法，加入校正装置如下：可求得：,得哈尔滨工业大学所以校正后的传递函数：校正后的相位裕度：性能要求系统相位裕度为，而校正后的系统相位裕度为，符合要求. 令,得校正后的剪切频率：:校正前与校正后的系统bode图如下哈尔滨工业大学四、计算机辅助设计观察系统的单位阶跃相应曲线：哈尔滨工业大学五、校正装置电路图电路元件参数为：R2=1.3kΩ R3=6.0kΩ C1=28.1μF C2=12.8μF六、结论校正后的传递函数:哈尔滨工业大学校正后的相位裕度：:校正后的剪切频率七、设计后的心得体会经过本次大作业的设计，我深刻体会到了基础知识的重要性：熟练掌握相关基础知识有利于理解文献和软件的高级操作.哈尔滨工业大学。
哈工大PLC大作业教程文件
哈工大P L C大作业《可编程控制器》课程设计院系：天平学院专业：机械制造及其自动化班级： 0823姓名：李俊学号： 0730114326指导教师：郭丽华lihuaguo2008@目录目录………………………………………………………………第一章交通信号控制系统实况.................................1.1十字路口交通灯控制实际情况描述.............................1.2 结合十字路口交通灯的路况画出模拟图.........................第二章可编程控制器程序设计.................................2.1 十字路口交通灯模拟控制时序图.............................2.2可编程控制器I/O端口分配...................................2.3程序梯形图及语句表.......................................第三章总结.................................................3.1程序调试...............................................3.2 难点分析...............................................3.3 PLC智能化控制交通灯的方法................................3.4 收获与体会.............................................. 参考文献....................................................第一章 交通信号控制系统分析1.1十字路口交通灯控制实际情况描述（1）南北方向绿灯和东西方向的绿灯不能同时亮；如果同时亮，则应自动立即关闭信号灯系统，并立即发出报警信号。
哈工大1系自动控制原理大作业
哈工大自动控制原理大作业一、设计任务：在新材料的分析测试工作中，需要在较宽的参数范围内真实再现材料的实际 工作环境。
从控制系统的角度出发，可以认为，材料分析设备是一个能准确 跟踪参考输入的伺服系统。
该系统的框图如图所示。
7. 继续参考题6给出的系统，试设计一个合适的超前校正网络，使系统的相角裕度为50，调节时间小于4秒（按2%准则），稳态速度误差常数为2秒-1。
二、设计过程： 原传递函数 ()042(1)(2)(1)(1)2G s s s s s s s ==++++ 转折频率为11ω=和22ω=，剪切频率122c ωωω==Bode 图如下：系统的相位裕度218090arctan 2arctan02γ=---= 为了满足相位裕度50γ≥的条件，需要对系统进行超前补偿。
由于要求稳态速度误差常数为2秒-1,所以放大系数K=2，即K 保持不变。
取50γ=，11 1.3sin sin 50r M γ=== 22 1.5(1) 2.5(1)s r r c t M M πω⎡⎤=+-+-⎣⎦且要求s t 小于四秒。
求得 2.1c ω≥，Mr Mr c 12-≤ωω知50.02≤ω。
所以根据设计要求50.02≤ω在Bode 图上进行设计，取2.02=ω（为了计算方便）求得串联超前校正环节传递函数11012.0)(++=s ss Gc 并且作图如下：补偿之后的系统传递函数为)110)(12)(1()12.0(2)()()(++++==ss s s ss Go s Gc s G 相位裕度18090arctan 22.5arctan 4.5arctan 2.25arctan 0.4150.21γ=-+---=1 1.3sin 50.21r M ==，22 1.5(1) 2.5(1) 3.82s r r c t M M s πω⎡⎤=+-+-=⎣⎦ 均满足设计条件。
2、计算机辅助设计： (1)校正前伯德图M a g n i t u d e (d B )1010101010P h a s e (d e g )Bode DiagramGm = 3.52 dB (at 1.41 rad/sec) , P m = 11.4 deg (at 1.14 rad/sec)Frequency (rad/sec)（2）校正后伯德图-200-150-100-50050M a g n i t u d e (d B )101010101010P h a s e (d e g )Bode DiagramGm = 34.2 dB (at 14.1 rad/sec) , P m = 50.9 deg (at 1.57 rad/sec)Frequency (rad/sec)（3）三个伯德图Bode DiagramFrequency (rad/sec)10101010101010P h a s e (d e g )M a g n i t u d e (d B )3、单位阶跃响应曲线以及单位速度响应曲线01234567891012345678910Linear Simulation ResultsTime (sec)A m p l i t u d eStep ResponseTime (sec)A m p l i t u d e0123456789100.20.40.60.811.21.44、校正后阶跃响应图三、校正装置电路图C1 1uFC210pF+-OU TR1 1M R2 1MR0100k三、设计结论：校正后的系统相位裕度为50.9，调节时间为3秒，稳态速度误差常数为2，符合要求。
哈工大自动控制原理大作业
自动控制原理大作业（设计任务书）：院系：班级：学号：5. 参考图 5 所示的系统。
试设计一个滞后-超前校正装置，使得稳态速度误差常数为20 秒-1，相位裕度为60度，幅值裕度不小于8 分贝。
利用MATLAB 画出 已校正系统的单位阶跃和单位斜坡响应曲线。
+一．人工设计过程1.计算数据确定校正装置传递函数为满足设计要求，这里将超前滞后装置的形式选为)1)(()1)(1()(2121T s T s T s T s K s G cc ββ++++= 于是，校正后系统的开环传递函数为)()(s G s G c 。
这样就有)5)(1()(lim )()(lim 00++==→→s s s K s sG s G s sG K c c s c s v 205==cK所以100=c K这里我们令100=K ，1=c K ，则为校正系统开环传函)5)(1(100)(++=s s s s G首先绘制未校正系统的Bode 图由图1可知，增益已调整但尚校正的系统的相角裕度为︒23.6504-，这表明系统是不稳定的。
超前滞后校正装置设计的下一步是选择一个新的增益穿越频率。
由)(ωj G 的相角曲线可知，相角穿越频率为2rad/s ，将新的增益穿越频率仍选为2rad/s ，但要求2=ωrad/s 处的超前相角为︒60。
单个超前滞后装置能够轻易提供这一超前角。
一旦选定增益频率为2rad/s ，就可以确定超前滞后校正装置中的相角滞后部分的转角频率。
将转角频率2/1T =ω选得低于新的增益穿越频率1个十倍频程，即选择2.0=ωrad/s 。
要获得另一个转角频率)/(12T βω=，需要知道β的数值， 对于超前校正，最大的超前相角m φ由下式确定11sin +-=ββφm 因此选)79.64(20==m φβ，那么，对应校正装置相角滞后部分的极点的转角频率为)/(12T βω=就是01.0=ω，于是，超前滞后校正装置的相角滞后部分的传函为1100152001.02.0++=++s s s s 相角超前部分：由图1知dB j G 10|)4.2(|=。
哈工大机械系统自动控制大作业-伺服控制系统的控制特性研究
Harbin Institute of Technology机械系统自动控制技术大作业报告题目：伺服控制系统的控制特性研究班级：作者：学号：指导教师：郝明晖郝双晖时间：2015.5.6哈尔滨工业大学摘要交流伺服系统的性能指标可以从调速范围、定位精度、稳速精度、动态响应和运行稳定性等方面来衡量。
本文主要以交流伺服系统为例进行伺服控制系统的控制特性分析。
一、引言“伺服系统”是指执行机构按照控制信号的要求而动作，即控制信号到来之前，被控对象时静止不动的；接收到控制信号后，被控对象则按要求动作；控制信号消失之后，被控对象应自行停止。
伺服系统的主要任务是按照控制命令要求，对信号进行变换、调控和功率放大等处理，使驱动装置输出的转矩、速度及位置都能灵活方便的控制。
图1 伺服系统构成二、伺服系统分类伺服系统的分类方法很多,常见的分类方法有以下三种.（1）按被控量参数特性分类；（2）按驱动元件的类型分类：伺服控制系统按所用控制元件的类型可分为机电伺服系统、液压伺服系统（液压控制系统）和气动伺服系统；（3）按控制原理分类.伺服系统可分为开环控制伺服系统、闭环控制伺服系统和半闭环控制伺服系统。
常见的四种伺服控制系统有液压伺服控制系统、交流伺服控制系统、直流伺服控制系统、电液伺服控制系统，下面以交流伺服系统为例进行其控制特性分析。
图2 交流控制原理三、性能分析交流伺服系统的性能指标可以从调速范围、定位精度、稳速精度、动态响应和运行稳定性等方面来衡量。
低档的伺服系统调速范围在1:1000以上，一般的在1:5000—1:10000，高性能的可以达到1:100000以上；定位精度一般都要达到±1个脉冲，稳速精度，尤其是低速下的稳速精度比如给定1rpm时，一般的在0. 1 rpm以内，高性能的可以达到±0.01 rpm 以内；动态响应方面，通常衡量的指标是系统最高响应频率，即给定最高频率的正弦速度指令，系统输出速度波形的相位滞后不超过90或者幅值不小于50%。
自控工程设计课程设计大作业
自控工程设计课程设计大作业附图为某过程控制实验装置的PID图，该图为一示意图，并不完全符合规范。
根据该图，请完成以下任务：1指出该图不符合“自控专业工程设计用图形符号和文字代号（HG/T20637.2）”的地方。
2 如果该系统采用DCS集中控制，测量，依据相关标准重新绘制PID图。
3 根据相关标准，依据图中提供的有关数据，自己分析系统的工作原理，环境，条件，选取图中所涉及的测量元件及变送器，填写所有仪表数据表。
并说明量程选择的依据。
4 在该图的基础上，设计至少两个单回路控制系统，一个串级控制系统。
控制仪表选用单回路盘装控制仪表，根据你的设计，简化该图，去掉不必要的阀门，测量元件，增加必要的控制仪表，重新绘制你所设计系统的P&ID图。
每个班分为6个组，每组5人左右，各组必做的系统如下：第一组进水流量F1定值调节的流程图压力P2定值调节之一（用自来水作水源、VC2作执行器的串联式压力调节）的流程图锅炉流动水温度T1调节串级出水流量F2调节的流程图第二组出水流量F2定值调节的流程图压力P2定值调节之二（用水泵作水源、VC2作执行器的串联式压力调节）的流程图锅炉液位L2调节之一串级进水流量F1调节的流程图第三组水箱液位L1定值调节之一（VC2作进水量执行器）的流程图压力P2定值调节之三（用自来水作水源、VC2作执行器的并联式压力调节）的流程图锅炉液位L2调节之二串级出水流量F2调节的流程图第四组水箱液位L1定值调节之二（VC1作出水量执行器）的流程图压力P2定值调节之四（用水泵作水源、VC2作执行器的并联式压力调节）的流程图锅炉流动水温度T1调节串级出水流量F2调节的流程图第五组锅炉液位L2定值调节之一（VC1作进水量执行器）的流程图压力P2定值调节之五（用水泵作水源、变频器作执行器的串联式压力调节）的流程图锅炉液位L2调节之一串级进水流量F1调节的流程图第六组锅炉液位L2定值调节之二（VC2作出水量执行器）的流程图压力P2定值调节之六（用自来水作水源、VC1作执行器的串联式压力调节）的流程图锅炉液位L2调节之二串级出水流量F2调节的流程图各班班长提交分组名单作业封面自行设计，至少必须包括：班级，本组成员姓名放假前完成，电子版发往xghe@，主题：07自XX班第X组过控工程设计大作业纸质版各班班长收齐后交何小刚老师自控工程设计课程设计大作业2（选作）附件给出了某实际工程项目的部分P&ID图，可行性研究报告技术、工艺部分，附件同时给出了仪表索引表（部分），仪表数据表（部分）请配合认真阅读。
哈工大自动控制原理大作业
哈工大自动控制原理大作业Harbin Institute of Technology课程设计说明书（论文）课程名称：自控控制原理大作业设计题目：控制系统的矫正院系：自动化测试与控制系班级：设计者：学号：指导教师：强盛设计时间： 2016.12.21哈尔滨工业大学题目88. 在德国柏林，磁悬浮列车已经开始试验运行，长度为 1600m的M-Bahn号实验线路系统代表了目前磁悬浮列车的发展水平。
自动化的磁悬浮列车可以在较短的时间内正常运行，而且具有较高的能量利用率。
车体悬浮控制系统的框图模型如图 8 所示，试设计一个合适的校正网络，使系统的相位裕度满足45°≤γ≤55°，并估算校正后系统的阶跃响应。
图 8 题 8 中磁悬浮列车悬浮控制系统一、人工设计利用半对数坐标纸手工绘制系统校正前后及校正装置的Bode图，并确定出校正装置的传递函数。
验算校正后系统是否满足性能指标要求。
1)未校正系统的开环频率特性函数应为：G0(jω)=1s2(s+10)1s2 (s 10)2)未校正系统的幅频特性曲线图如下：由图中可以得出:ωc=√K=0.316 rad/s 对应的相位裕度为:γ(ωc)=180°−180°−arctan(ωc10)=−1.81°3)超前校正提供∅(m)=50°4)a−1a+1=sin50°解得 a=7.55)−10lga=−8.75dB,得到ωm=0.523 rad/s6)1T =√aωm=1.43 rad/s 1aT=0.19 rad/s7)G C(s)=1+5.3s1+0.7s10-210-1100101102二、计算机辅助设计利用MATLAB语言对系统进行辅助设计、仿真和调试g = tf(1,[1 10 0 0]);gc = tf([5.3 1],[0.7 1]);ge = tf([5.3 1],conv([0.7 1],[1 10 0 0]));bode(g,gc,ge);gridlegend('uncompensated','compensator','compensated')[kg,r,wg,wc]=margin(ge)系统校正前后及校正装置的Bode图:性能指标：kg =18.3027 r =47.0334 wg =3.4822 wc =0.5273 满足题目要求。
自动控制原理课程设计(哈工大)
Harbin Institute of Technology课程设计说明书（论文）课程名称：自动控制原理课程设计设计题目：高精度五轴转台方位系统设计与仿真院系：航天学院班级：1104201设计者：学号：指导教师：李志诚由嘉设计时间：2014年2月哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学课程设计任务书目录1、题目要求与分析 (5)1.1题目要求 (5)1.2 题目分析 (5)2、人工设计 (6)2.1 校正方法的选择 (6)2.2 串联迟后校正 (7)2.2.1 串联迟后校正计算 (7)2.2.2 验算 (8)2.3 局部反馈校正 (9)2.3.1 局部反馈校正计算 (9)2.3.2 验算 (11)2.4 校正结果的检验及修正 (11)3、计算机辅助设计 (12)3.1 校正前的开环simulink模型图 (12)3.2 校正前的开环Bode图 (13)3.3 校正后的开环simulink模型图 (14)3.4 校正后的开环Bode图 (14)3.5 校正后的闭环simulink模型图 (15)3.6 校正后的闭环单位阶跃响应仿真曲线 (15)3.7 校正后的闭环正弦响应仿真曲线 (16)4、校正装置电路图 (17)4.1 串联装置原理图 (18)4.2 串联迟后校正环节装置电路 (18)4.2 局部反馈校正环节装置电路 (18)5、设计总结 (19)6、心得体会 (20)1、题目要求与分析 1.1题目要求（1）、对于高精度五轴仿真转台方位系统，已知其固有传递函数为)18.5325.26491(87.95)()(2++=ss s s I s Q（2）、性能指标要求：a. 最大角速度s /500；b. 最大角加速度s /3500；c. 动态误差小于5角秒；d. 剪切频率高于50 1/s ；e. 相角裕度大于45度1.2 题目分析根据题目所给原系统传递函数如下：)18.5325.26491(87.95)()(2++=ss s s I s Q可画出原控制系统的方框图如下令=)(s G 1)18.5325.26491(87.95)()(2=++=s s s s I s Q可求得s rad c /190=ω 代入G(s)得0225)(-=∠c j G ω 045-=γ校正前的Bode 图如附录一所示。
哈工大自控大作业报告
哈尔滨工业大学自动控制原理大作业课程：自动控制原理姓名：***院系：英才学院学号：**********2014/12/15自动控制原理大作业任务书设计任务和要求：1.参考图1所示的闭环控制系统。
试设计一个超前校正装置,使得相位裕度为45，幅值裕度不小于8分贝，稳态速度误差常数为4秒-1。
利用MATLAB画出已校正系统的单位阶跃和单位斜坡响应曲线。
图1 题1所述闭环系统一、 人工设计1、 数据计算1) 校正之前的开环传递函数为：0=(0.1s 1)(s 1)KG s ++由题目要求，系统的稳态速度误差常数[1]v K 为4秒-1，由公式000lim(0.1s 1)(s 1)111()lim (s)lim (s)4s ss s v s e sE sG K K →→→++∞===== ，得K=4。
0G 由放大环节、积分环节和两个惯性环节构成。
未校正时系统的幅值穿越频率0 1.86/c rad s ω= ，Bode 图以-40dB/dec 的直线穿过0dB 线，计算出相位裕度00018090arctan(0.1)arctan()17.7c c γωω=︒-︒-⨯-=︒ 。
可见，未加补偿时，系统是稳定的，但是相位裕度不满足要求。
由于设计后的系统的性能指标为45γ≥︒，对c ω无要求，04517.727.3γγ-=︒-︒=︒ ，若取0c c ωω≥，则应有27.3C G ∠>︒ ，可以采用超前补偿网络校正。
2) 确定补偿网络参数原系统的Bode 图以-40dB/dec 穿过0dB 线，若以-20dB/dec 穿过0dB 线，有可能满足要求。
原系统的转折频率为1rad/s 和10rad/s ，可以在1~1.86/rad s ω= 之间任取一点作为1ω ，在 1.86~10/rad s ω= 之间任取一点作为2ω，这里不妨取1ω=1.5rad/s ，取27ω=rad/s ，21/ωω< 20，方案可行。
自控元件课程设计报告 哈工大
Harbin Institute of Technology课程设计说明书（论文）课程名称：自动控制元件及线路设计题目：X-Y平面绘图仪院系：航天学院控制科学与工程系班级：设计者：学号：指导教师：设计时间：2012年秋季学期哈尔滨工业大学目录摘要 (1)第1章绪论 (1)1.1绘图仪的简要介绍与发展情况 (1)1.1.1绘图仪的性能 (1)1.1.2绘图仪的构成 (1)1.1.3绘图仪的应用 (1)1.1.4绘图仪的发展状况 (1)1.2功能需求与性能指标 (2)1.2.1功能需求 (2)1.2.2性能指标与平台参数 (2)1.3总体方案 (2)1.3.1位置控制系统简介 (2)1.3.2两种平台式X-Y绘图仪方案 (4)1.3.3本课程设计X-Y绘图仪的总体方案 (5)第2章电机的选型和部分机械传动机构的选择 (5)2.1传动副和导轨的选择 (5)2.2丝杠的选择 (6)2.3电机型号及驱动器的选择 (6)2.3.1电机的选择 (6)2.3.2驱动器的选择 (10)第3章测量元件选型 (14)3.1位置传感器特点介绍 (14)3.1.1旋转变压器 (14)3.1.2码盘 (15)3.1.3感应同步器 (16)3.1.4光栅 (17)3.2传感器的具体选型 (18)3.2.1测速传感器的选择 (18)3.2.2位置传感器的选择 (18)第4章控制系统的简介 (19)4.1系统总体框图 (19)4.2两种图形画法插补原理 (20)4.2.1直线插补原理 (20)4.2.2圆弧插补原理 (21)4.3控制方法及控制电路的简介 (23)系统评价与结论 (24)参考资料 (24)摘要本课程设计题目是X-Y平台式平面绘图仪，这是一个较为完善的机电一体化系统。
微处理器通过接收PC机软件的绘图信息，控制步进电机形成X方向和Y方向笔的移动来完成图形的绘制。
本课程设计包括绘图仪机械部分丝杠的简单选择，电机的选择，传感器的选择，功放电路和简单的控制电路介绍。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y
课程设计说明书（论文）
课程名称：自动控制原理
设计题目：串联校正装置设计
院系：自动化测试与控制系
班级：1201112
设计
学号：1120110623
指导教师：马明达
设计时间：2014.12.25
哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学课程设计任务书
一、人工设计
已知技术参数和设计要求：
设单位反馈系统开环传递函数为
126
()11
(1)(1)1060
K G s s s s =
++
要求设计一串联校正装置，使系统满足：
（4）输入速度为1(rad/s)时，稳态速度误差不大于1/126(rad)； （5）开环放大系数不变； （6）相角裕度不小于30°，截止频率为20(rad/s)。
)
1631)(189()
1101)(19
.81
(
c ++++=s s s s G
即
校正装置电路参数
由校正装置传递函数)
1631)(18963
()
1101)(19
.81
(
c ++++=s s s s G ，设计滞后超前电路网络:
此网络传递函数 221121221122112211)()(22C R C R s C R C R C R s C R C R s C R C R s U U sr sc +++++++=，由于
sr sc
c U U G =
，所以据此求解可得到电阻R 和电容C 。
R 1=45.5Ω C 1=220μF
解得 R 2=8.9Ω C 2=1F
二．计算机辅助设计
Simulink仿真框图
校正前
校正后
阶跃响应曲线
校正前
01234
5678
-2
-1.5
-1
-0.5
0.5
1
1.5
x 10
9
Step Response
Time (seconds)
A m p l i t u d e
校正后
00.51
1.5
Step Response
Time (seconds)
A m p l i t u d e
Bode 图
10
-2
10
-1
10
10
1
10
2
10
3
10
4
P h a s e (d e g )
Bode Diagram
Gm = 13.3 dB (at 53.5 rad/s) , P m = 34.2 deg (at 19.8 rad/s)
Frequency (rad/s)
-150-100-50050
100M a g n i t u d e (d B )
根轨迹图
校正前
Root Locus
Real Axis (seconds -1)
I m a g i n a r y A x i s (s e c o n d s -1)
-150-100
-50
50
100
150
校正后
-300
-250-200-150-100-50050100
-250-200-150-100-50050100150200
250Root Locus
Real Axis (seconds -1)
I m a g i n a r y A x i s (s e c o n d s -1)
Nyquist 图
校正前
(整体图)
-250-200-150-100-50050100
150200250Nyquist Diagram
Real Axis
I m a g i n a r y A x i s
（ 局部放大图）
-7
-6-5-4
-3-2-10
-4-3
-2
-1
1
2
3
4
Nyquist Diagram
Real Axis
I m a g i n a r y A x i s
校正后
（整体图)
-80
-70-60-50-40-30-20-100
-1500
-1000
-500
500
1000
1500
Nyquist Diagram
Real Axis
I m a g i n a r y A x i s
(局部放大图)
哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）
-10-9-8-7-6-5-4-3-2-101
-8-6
-4
-2
02
4
6
8
Nyquist Diagram
Real Axis I m a g i n a r y A x i s
三.设计结论
通过人工设计求出校正装置的传递函数以及校正装置的电路参数，设计出滞后超前的串联校正装置。
经过计算机仿真验算了校正前后的Bode 图，阶跃响应等特性合乎预期要求，完成设计要求。
四．设计后的心得体会
通过此次自控大作业的设计，不仅锻炼了自己设计反馈系统的串联校正装置的能力，还提升了自己借助计算机MATLAB 解决学习问题能力。
特别是通过MATLAB 操作求取传递函数的各种特性，学习到掌握一种技能的成就感.。