典型系统的设计与仿真

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课程设计(论文)

题目名称典型系统的设计与仿真

课程名称运动控制系统

学生姓名汤雅洁

学号0741227344

系、专业电气工程系、06电气工程及其自动化专业

指导教师朱群峰、黄肇

2010年7 月1日

学生姓名汤雅洁学号0741227344

系电气工程系专业班级2006电气工程及其自动化

题目名称典型系统的设计与仿真课程名称运动控制系统

一、学生自我总结

“学习是为了实践，而实践是为了更好的学习”，这次的课程设计提供了我一个运用所学知识的平台，也加深了我对知识的理解。这次的课程设计交以往的课程设计而言更加有意义，它不仅是哪一门课程的设计，而是综合了多方面课程的设计。MATLAB的运用让我们培养自主学习仿真软件的的意思和方法。这次课程设计和以前不同，大部分的东西都是自己独立完成的，只有一些细节和本组成员一起讨论。这也为以后的毕业设计打下基础。

学生签名：年月日二、指导教师评定

评分项目平时成绩论文答辩综合成绩

权重30 40 30

单项成绩

指导教师评语：

指导教师（签名）：年月日

注：1、本表是学生课程设计（论文）成绩评定的依据，装订在设计说明书（或论文）的“任务书”页后面；

2、表中的“评分项目”及“权重”根据各系的考核细则和评分标准确定。

年级专业 07电气

学生姓名

学 号

题目名称

典型系统设计与仿真

设计时间

2010年6月14日-2010年7月1日 课程名称

运动控制系统

课程编号

121203204

设计地点

电力电子与电力拖

动实验室/综合仿真实验室

一、课程设计（论文）目的

课程设计是在校学生素质教育的重要环节，是理论与实践相结合的桥梁和纽带。运动控制系统课程设计，要求学生更多实践方案，解决目前学生课程设计过程中普遍存在的缺乏动手能力的现象. 《运动控制系统课程设计》是继《电机与拖动基础》、和《运动控制系统》课程之后开出的实践环节课程，其目的和任务是训练学生综合运用已学课程的基本知识，独立进行电机调速技术和设计工作,掌握系统设计、调试和应用电路设计、分析及调试检测。

二、已知技术参数和条件

设控制对象的传递函数为

)

1)(1)(1)(1()(43211

++++=

s T s T s T s T K s W obj

式中：21=K ；s T 4.01=，s T 08.02=，s T 015.03=，s T 005.04=。要求阶跃输入

时系统超调量%5%<σ。

三、任务和要求

（1）分别用I ，PI 和PID 调节器校正成典型Ⅰ型系统，试设计各调节器参数并计算调节时间s t ；

（2）能否用PI 或PID 调节器将系统校正成典型Ⅱ型系统？ （3）运用MATLAB 软件进行仿真，校验。

注意：关于设计计算的部分一律采用A4纸手写，MATLAB 软件仿真的部分一律采用A4纸打印，一起装订成课程设计报告。

注：1．此表由指导教师填写，经系、教研室审批，指导教师、学生签字后生效；

2．此表1式3份，学生、指导教师、教研室各1份。

四、参考资料和现有基础条件（包括实验室、主要仪器设备等）

1、电力电子与电力拖动实验室，4套DJDK-1电力电子与电力拖动实验装置；

2、DJDK-1电力电子与电力拖动实验指导书；

3、MATLAB仿真软件。

五、进度安排

2010年6月14日-18日：收集和课程设计有关的资料，熟悉课题任务和要求

2010年6月19日-22日：总体方案设计

2010年6月23日-25日：各单元电路设计和参数计算

2010年6月26日-27日：用MATLAB仿真并系统改进

2010年6月28日-30日：整理并书写设计说明书

2010年7月1日：答辩并考核

六、教研室审批意见

教研室主任（签字）：年月日七|、主管教学主任意见

主管主任（签字）：年月日八、备注

指导教师（签字）：学生（签字）：

摘要

作为工程设计方法，首先要使问题简化，突出主要矛盾。简化的基本思路是，把调节器的设计分两步：一是，选择调节器的结构，以确保系统的稳定，同时满足所需的稳态精度；二是，再选择调节器的参数，以满足动态性能指标的要求。这样做就把稳、准、快和抗干扰之间互相交叉的矛盾问题分成两步来解决。在选择调节器结构时，只采用少量的典型系统，它的参数与系统性能指标的关系都已事先找到。这样做就使设计方法规范化，大大减少了设计工作量。

本次课程设计主要的任务是把给定的传递函数设计成典型Ⅰ型系统和典型Ⅱ型系统。经过分析选择PID调节器，然后再按要求计算出具体的参数，最后利用Matlab 进行仿真和验证。

关键字：典型Ⅰ型系统；典型Ⅱ型系统；

目录

中文摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．Ⅰ1绪论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 1.1引言．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1

1.2论文的研究内容和结构安排．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1

2 典型系统的相关知识．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 2.1调节器的工程设计方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 2.2 典型系统的介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 2.

3 传递函数的近似处理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 3课程设计的参数计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 3.1典型Ⅰ型系统调节器的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1

3.2典型Ⅱ型系统调节器的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2

4 仿真．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 设计心得．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1