自动控制原理课程设计题目(1)要点

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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)

题目 1. 龙门吊车系统设计.............................................................................................................1 题目 2. 柔性手臂控制系统设计.....................................................................................................2 题目 3. 光源自动跟踪系统设计.....................................................................................................3 题目 4. 球杆控制系统.....................................................................................................................4 题目 5. 龙门刨床速度控制系统.....................................................................................................5 题目 6. 卷纸张力控制系统.............................................................................................................5 题目 7. 奶粉干燥控制系统..........................................................

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

名称：《自动控制原理》课程设计题目：基于自动控制原理的性能分析设计与校正院系：建筑环境与能源工程系班级：学生姓名：指导教师：目录一、课程设计的目的与要求------------------------------3二、设计内容2.1控制系统的数学建模----------------------------42.2控制系统的时域分析----------------------------62.3控制系统的根轨迹分析--------------------------82.4控制系统的频域分析---------------------------102.5控制系统的校正-------------------------------12三、课程设计总结------------------------------------17四、参考文献----------------------------------------18一、课程设计的目的与要求本课程为《自动控制原理》的课程设计，是课堂的深化。

设置《自动控制原理》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。

使相关专业的本科学生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。

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直流电机同步控制

目录一、自动控制原理课程设计题目 (2)二、摘要 (3)三、控制对象旳分析 (5)1.工作原理 (5)2.系统运行方框图 (5)3.分析系统过程 (6)4.建立数学模型求系统旳传递函数 (6)5.传递函数旳表达 (9)6. 系统校正 (10)7.运用Matlab进行仿真 (16)四、总结体会 (20)五、参照文献 (20)六、附录 (21)1.手工绘制旳微分校正旳根轨迹图及校正网络 (19)2.手工绘制旳相位超前校正旳幅特特性 (19)3.手工绘制旳相位超前校正旳相频特性及其校正网络 (19)4.频域法矫正旳Matlab仿真19一、自动控制原理课程设计题目描述: 两台直流电动机启动后, 当一台电动机抵达设定速度后, 另一台电动机在响应时间内抵达同一速度, 并保持两台电动机同步运行。

控制系统中各构成环节及参数如下:①直流电动机（他励）参数：✍✍励磁线圈电阻✍✍电感扭矩常数211min,/1500,8.9,110,85.0m kg J r n A I V U kW P N N N •=====设计规定:1.根据速度跟踪原理图建立系统数学模型。

2.画出速度跟踪系统旳方框图。

3.当系统不稳定期, 规定对系统进行校正, 校正后满足给定旳性能指标。

4.稳定性分析:A 频域法校正系统在最大指令速度( )为（度/秒）时, 对应旳位置滞后误差不超过度（稳态误差）；相角裕度为度, 幅值裕度不低于6分贝；过渡过程旳调整时间不超过3秒。

B 根轨迹法校正①最大超调量%3%≤σ②过渡过程时间2≤s t 秒；静态速度误差系数5≥v K 秒.5.校正网络确定后需代入系统中进行验证, 计算并确定校正网络旳参数。

6.Matlab 进行验证7.搭建电路进行验证（注: 手工绘图（幅频、相频及根轨迹图））二、摘要针对双电机同步驱动控制在负载发生扰动时同步控制性能较差旳问题,建立了两台直流电动机同步控制系统（速度控制）旳数学模型。

重要处理旳问题是对两台直流电动机同步控制系统构造图进行分析, 画出构造框图, 算出传递函数, 并对其进行频域校正和根轨迹校正, 找到合适旳处理措施, 构建校正网络电路, 从而使得系统可以满足规定旳性能指标。

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。

自动控制原理课程设计1

一、设计目的：1、了解控制系统设计的一般方法、步骤。

2、掌握对系统进行稳定性分析、稳态误差分析以及动态特性分析的方法。

3、掌握利用MATLAB 对控制理论内容进行分析和研究的技能。

4、提高分析问题解决问题的能力。

二、设计内容与要求：设计内容：1、阅读有关资料。

2、对系统进行稳定性分析、稳态误差分析以及动态特性分析。

3、绘制根轨迹图、Bode 图、Nyquist 图。

4、设计校正系统，满足工作要求。

设计条件：1、已知单位负反馈系统的开环传递函数为G(s)= 011S S 1S 126K ⎛⎫⎛⎫++ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭2、试用频率分析法设计串联滞后校正装置，使系统的相位裕度为402γ︒︒=±，增益裕度不低于10dB ，静态速度误差系数v k =71s -，剪切频率不低于1/rad s 。

设计要求：1、能用MATLAB 解复杂的自动控制理论题目。

2、能用MATLAB 设计控制系统以满足具体的性能指标。

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、设计步骤：1、自学MATLAB 软件的基本知识。

包括MA TLAB 的基本操作命令、控制系统工具箱的用法等，并上机实验。

2、基于MATLAB 用频率法对系统进行串联校正设计，使其满足给定的频域性能指标。

求出校正装置的参数, β等的值。

校正装置传递函数和校正后系统开环传递函数。

（1）求满足稳态误差要求的系统开环增益0k 。

由已知的单位负反馈系统的开环传递函数为G(s)= 011S S 1S 126K ⎛⎫⎛⎫++ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭，可知该系统为I 型系统，在单位斜坡信号作用下，速度误差系数0v K K =，可求得107v K K s -==。

故有，G(s)= 711S S 1S 126⎛⎫⎛⎫++ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭= 32712123S S S ++=3270.0830.667S S S ++ （2）、用MATLAB 求出系统校正前的幅值裕度和相角裕度,并画出Bode 图：在MA TLAB 中输入：G=tf(7,[0.083 0.667 1 0]);[Gm,Pm,Wcp,Wcg]=margin(G);margin(G)该程序执行后得到如下性能指标：Gm =1.2Pm =3.46Wcp = 3.47Wcg = 3.24即模稳定裕度：h L = 1.2dB穿越频率：=3.47g ω/rad s相稳定裕度：03.46γ= 剪切频率：c ω = 3.24/rad s（3）、根据题意选择滞后校正装置，使该系统满足给定的频域性能指标：设校正后的截止频率为'ω， 402γ︒︒=±，所以取γ42=0'=γγϕω︒=+（）42 'ϕω（）取-60'=γγϕω︒=-（）480γ=180+(')c G jw ∠= 48所以0(')180c G jw γ∠=- 132=-(')c G jw ∠=-0''90arctanarctan 26c c w w -- 得'c w =1.19 rad/s （4）、滞后校正装置的传递函数为: 1+()1+bTS G s TS=（b<1） 20lg (')0c b L w +=20lgb+20lg7/1.18=0 得b=0.24 因为1bT=(1/5~1/10）*'c w =0.1*1.19=0.119 35.01T = 所以滞后校正传递函数为()18.4s G s 135.01s +=+（）（）校正后开环传递函数为： 327=0.0830.667S S S ++ G(s)*()18.4s 135.01s ++（）()32718.4s =(0.0830.667)135.01s S S S ++++（）（5）、用MA TLAB 求出系统校正后的幅值裕度和相角裕度,并画出Bode 图：在MA TLAB 中输入：G=tf(7*[8.4 1],conv([0.083,0.667,1,0],[35.01 1]))[Gm,Pm,Wcp,Wcg]=margin(G);margin(G)得到的结果是：Transfer function:58.8 s + 7-------------------------------------2.906 s^4 + 23.43 s^3 + 35.68 s^2 + sGm =4.4951Pm =39.248Wcp =3.3647Wcg = 1.3589即模稳定裕度：h L = 13.1dB 穿越频率：=3.36g ω/rad s相稳定裕度：039.2γ= 剪切频率：c ω = 1.36/rad s由以上数据可以看出，在串联了一个滞后校正装置后系统稳定, =39.2γ ，满足402γ︒︒=±，增益裕度不低于10dB 。

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

指导教师评定成绩：审定成绩：自动控制原理课程设计任务书设计题目：转子绕线机控制系统的校正设计仿真学院自动化专业电气工程与自动化姓名周密学号2012212660指导教师李鹏华2014年 11 月 4 日目录1、设计题目 (2)1.1课程设计应达到的目的 (2)1.2课程设计题目及要求 (2)1.3课程设计任务 (3)2、设计报告正文 (4)2.1 设计步骤 (4)2.1.1 工作原理及总体设计 (4)2.1.2 开环系统 (4)2.1.3 各环节的放大级数及其时间常数 (6)2.1.4 系统扰动分析 (7)2.1.5 比较开环时和闭环时的动态响应。

(7)2.1.6 采用某种校正方式实现系统的稳定控制 (10)2.1.7 建议和意见 (17)3、设计总结 (19)4、参考文献 (20)5、附录 (21)1、设计题目题目：转子绕线机控制系统的校正设计仿真 1.1课程设计应达到的目的1、通过控制系统闭环仿真熟悉课程设计的基本流程；2、掌握控制系统的数学建模；3、掌握控制系统性能的根轨迹分析或时域特性分析；4、掌握频率法校正或根轨迹法校正；5、能够根据性能指标，设计控制系统，并完成相应实验验证系统的设计和实验操作；6、学会用MATLAB 进行基本仿真。

1.2课程设计题目及要求（一）设计题目转子绕线机控制系统的开环传递函数:)10)(5()(++=s s s Ks G要求达到性能指标：系统的静态速度误差系数115-≥s K v ， 60≥γ。

（二）设计要求1．分析系统的工作原理，进行系统总体设计。

2．构成开环系统，并分析器动态响应。

3．测出各环节的放大倍数及其时间常数。

4．对系统进行扰动分析。

5．比较开环时和闭环时的动态响应。

6. 采用某种校正方式实现系统的稳定控制。

7．对本课程设计提出新设想和新建议。

1.3课程设计任务（1）复习有关教材、到图书馆查找有关资料，了解控制对象的工作原理。

（2）总体方案的构思根据设计的要求和条件进行认真分析与研究，找出关键问题。

自动控制原理课程设计题目A(1)

自动控制原理课程设计题目A(1)自动控制原理课程设计题目A涉及内容较为复杂，需要考虑多个因素，并且要求学生熟练掌握常见的自动控制算法和实验操作，以下是对该课程设计题目的分析和建议。

一、题目描述该课程设计题目A要求学生设计一个基于电动机的自动控制系统，实现对物体的转动、速度控制和位置控制等多种功能。

该设计题目需要运用所学的自动控制原理，选取合适的传感器、控制器和执行器，并实现程序编写和系统调试。

二、要求分析1.传感器选取在设计自动控制系统之前，需要先考虑传感器的选取。

根据题目需求，需要选取合适的传感器测量物体的位置和速度，比如光电编码器和霍尔元件等。

此外，还需要选取合适的传感器测量电动机的电压和电流，以便计算电动机的转速和负载等信息。

2.控制器选取根据题目需求，需要选取合适的控制器进行控制。

控制器的选取应该考虑多种因素，比如控制精度、响应速度、通信功能等。

推荐采用高性能的单片机或微处理器作为控制器，能够实现快速的数据处理和多种控制算法。

3.执行器选取针对不同的控制需求，需要选取合适的执行器进行控制。

在该设计题目中，需要选取合适的电动机，能够实现重载启动、高精度运动和可靠的控制等特性。

推荐采用步进电动机或直流电动机进行控制。

4.算法设计该设计题目需要学生熟练掌握常见的自动控制算法，比如PID算法和模糊控制算法等。

学生还需要熟悉算法的优化和调试方法，能够通过实验和仿真进行调试和优化。

5.程序编写在掌握了自动控制算法之后，需要学生编写相应的控制程序。

编写程序需要考虑多种因素，比如程序结构、变量命名、调试方法等。

学生还需要掌握调试技巧，能够从程序逻辑和硬件结构两个层面进行调试和优化。

三、设计建议1.角度测量在实现物体的位置控制时，需要测量物体的角度，可以使用光电编码器或霍尔元件进行测量。

采用光电编码器时，需要选择合适的编码器分辨率和编码器信号分析方法；如果采用霍尔元件进行测量，则需要进行解调和滤波等操作。

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。

自动控制原理课程设计

自动控制原理课程设计一、设计目的。

本课程设计旨在通过对自动控制原理的学习和实践，使学生能够掌握自动控制系统的基本原理和设计方法，培养学生的工程实践能力和创新意识。

二、设计内容。

1. 课程概述。

自动控制原理是现代工程技术中的重要基础课程，它涉及到控制系统的基本概念、数学模型、性能指标、稳定性分析、校正设计等内容。

通过本课程的学习，学生将了解到控制系统的基本工作原理，并能够运用所学知识进行实际系统的设计与分析。

2. 课程实践。

课程设计将包括以下内容：（1）控制系统的数学建模与仿真。

通过对不同控制系统的数学建模，学生将学会如何利用数学工具描述控制系统的动态特性，并通过仿真软件进行系统性能分析。

（2）控制系统的稳定性分析与校正设计。

学生将学习控制系统的稳定性分析方法，以及如何进行控制系统的校正设计，包括校正器的设计和参数整定等内容。

（3）控制系统的实际应用。

通过实际案例分析，学生将了解控制系统在工程实践中的应用，包括工业控制、航空航天、机器人等领域的应用案例。

三、设计要求。

1. 学生在课程设计中要求独立完成控制系统的建模与仿真，稳定性分析与校正设计，以及实际应用案例的分析。

2. 学生需要结合课程学习内容，运用所学知识解决实际控制系统设计与分析中的问题，培养学生的工程实践能力和创新意识。

3. 学生需要按时提交课程设计报告，报告内容需包括设计过程、结果分析、存在问题及改进措施等内容。

四、设计步骤。

1. 确定课程设计题目和内容。

学生需要根据课程要求确定课程设计题目和内容，明确设计目的和要求。

2. 学习相关知识。

学生需要认真学习自动控制原理课程相关知识，包括控制系统的基本原理、数学模型、稳定性分析方法等内容。

3. 进行系统建模与仿真。

学生需要运用仿真软件对所选控制系统进行数学建模，并进行系统性能仿真分析。

4. 进行稳定性分析与校正设计。

学生需要对系统进行稳定性分析，并进行控制系统的校正设计，包括校正器的设计和参数整定等内容。