自动控制原理课程设计题目

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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。

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题目

自动控制原理课程设计题目一、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、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≤0.001（2）超调量Mp<30%，调节时间Ts<0.05秒。

（3）相角稳定裕度在Pm >45°, 幅值定裕度Gm>20。

3、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。

4、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-π穿频率Wcg 。

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、5、在SIMULINK 中建立系统的仿真模型。

7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响。

二、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、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<0.5秒。

（3）相角稳定裕度在Pm >20°, 幅值定裕度Gm>30。

3、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。

4、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-π穿频率Wcg 。

5、在SIMULINK 中建立系统的仿真模型。

6、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响。

三、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=。

《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题目

自动控制原理课程设计题目1. 题目背景自动控制原理是控制科学与工程的基础课程，通过学习该课程可以让学生了解控制系统的基本原理和设计方法。

为了加深学生对自动控制原理的理解和应用能力的培养，设计一个实际案例的课程设计是非常有必要的。

本篇文档将介绍一个自动控制原理课程设计的题目，旨在帮助学生深入理解课程内容，并加强实际应用能力。

2. 题目描述设计一个自动温度控制系统，控制系统中包含传感器、执行器和控制器模块。

系统的目标是使温度维持在一个设定温度范围内，当温度超过设定值时，控制器将会调节执行器的动作以控制温度。

具体要求如下：2.1 系统组成•传感器模块：用于实时监测环境温度，并将温度信号传输给控制器。

•执行器模块：根据控制器的指令，控制加热或制冷设备的工作状态，以调节环境温度。

•控制器模块：根据传感器获取的温度信号，判断当前环境温度是否超过设定范围，并通过控制信号指令控制执行器。

2.2 系统要求•硬件：可以使用Arduino、Raspberry Pi等开发板或单片机作为硬件平台。

•软件：使用合适的编程语言（如C、Python等）进行编程，实现温度控制的逻辑。

•控制算法：可使用经典的PID控制算法进行温度控制。

2.3 功能要求•设定温度范围：用户可以通过控制接口设置期望的温度范围。

•温度监测和反馈：传感器模块实时监测环境温度，并将温度信号传输给控制器。

•控制信号生成：控制器模块根据传感器信号生成相应的控制信号，调节执行器工作状态。

•温度调节：执行器模块通过控制信号控制加热或制冷设备的工作状态，以调节环境温度。

•实时显示：可以通过显示设备实时显示环境温度和设定温度。

3. 设计实现3.1 硬件设计根据题目要求，可以选择合适的开发板或单片机作为硬件平台。

硬件系统主要包括传感器模块、执行器模块和控制器模块。

可以根据实际情况选择合适的温度传感器和执行器，并设计相关的接口电路连接到开发板或单片机。

3.2 软件设计软件设计主要包括温度控制算法的实现和控制信号的生成。

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。

自动控制原理课程设计-火炮跟踪随动控制系统

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范围内跟踪目标.三、设计计划：1.查阅相关资料2.确定设计方案3.进行设计并定稿四、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范围内。

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行研究，在准确把握研究的方向基础上，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佳的平衡点。

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部分内容，知识点相互穿插，紧密联系，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―――――――――――――――――――――――――――11.1.1 控制系统的基本组成――――――――――――――――――――11.1.2 系统的构造――――――――――――――――――――――――11.2 系统的方框图及开环传函――――――――――――――――――――52.1系统方框图――――――――――――――――――――――――――52.2系统开环传函―――――――――――――――――――――――――6 1.3 火炮系统的工作过程――――――――――――――――――――――6 1.4 性能指标的确定――――――――――――――――――――――――6 二控制系统方案和主要元部件的选择―――――――――――――――――7 2.1 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 系统无测速反馈――――――――――――――――――――――――8 3.2 系统加入测速反馈―――――――――――――――――――――――83.2.1劳斯判据分析――――――――――――――――――――――――93.2.1 根轨迹分析――――――――――――――――――――――――93.2.3频域分析―――――――――――――――――――――――――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1.1.1 控制系统的基本组成:(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。

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。

原创自动控制原理课程设计题目

原创自动控制原理课程设计题目一、引言自动控制原理是自动化学科的核心基础课程之一，它为理解和设计自动控制系统提供了理论基础。

课程设计是自动控制原理课程的重要组成部分，通过设计实际控制系统的过程，可以帮助学生更好地理解和应用课程中学习的知识。

本文设计了一个原创自动控制原理课程设计题目，旨在帮助学生加深对自动控制原理的理解，并能够运用所学知识解决实际问题。

二、题目背景在现代工业自动化生产中，温度控制是一个重要的环节。

例如，在化工过程中，稳定控制温度是控制反应速率和保证产品质量的关键。

因此，我们需要设计一个自动控制系统来实现温度的稳定控制。

三、题目要求设计一个温度控制系统，控制对象是一个恒温水槽。

要求实现以下功能：1.使用传感器测量水槽中的温度，并实时显示在控制面板上；2.设计一个控制算法，使得水槽中的温度始终稳定在设定温度附近；3.控制系统应具备以下特性：零误差、稳定性、快速响应、抗干扰能力；4.在控制面板上实时显示控制系统的输出信号；5.设计一个人机界面，使得用户可以设置目标温度和其他参数；6.具备实时报警功能，当温度超过设定范围时能够及时报警。

四、设计思路1. 系统结构设计的温度控制系统可以分为以下模块：传感器模块、控制器模块、执行器模块、人机界面模块。

传感器模块：用于测量水槽中的实际温度，将测得的温度信号传输给控制器模块。

控制器模块：根据传感器模块提供的温度信号和用户设置的目标温度，采用合适的控制算法计算出控制信号，将控制信号传输给执行器模块。

执行器模块：根据控制信号控制加热/制冷装置，调节水槽中的温度。

人机界面模块：提供给用户的操作界面，用户可以通过该界面设置目标温度和其他参数。

2. 控制算法为了实现零误差、稳定性、快速响应和抗干扰能力，可以采用经典的PID控制算法。

PID控制算法是一种根据系统误差、误差累积和误差变化率来调整控制信号的算法。

通过调整PID控制器的三个参数，可以实现对控制系统的性能进行优化。

《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。