I型三阶系统的典型分析与综合设计.docx
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I型三阶系统的典型分析与综合设计
成绩______
自动控制原理
课程设计报告
题目:
I型三阶系统的典型分析与综合设计
系别
专业名称
班级
学号
姓名
指导教师
重庆邮电大学移通学院自动化系制
2013年12月
摘要:
在科学技术高速发展的今天,自动控制技术已经广泛的运用与制造业,农业,交通,航空航天等众多部门,极大地提高了社会劳动生产率,改善了人们的劳动环境,丰富和提高了人民的生活水平。
在今天的社会中,自动化装置已经无所不在,为人类文明进步做出了重要的贡献。
自动控制原理的课程设计是检验我们学过只是扎实程度的好机会,也让我们的知识体系更加系统,更加完善。
在不断学习新知识的基础上得到动手能力的训练,启发创新思维及独立解决实际问题的能力,提高设计,装配,调试能力。
Intherapiddevelopmentofscienceandtechnology,automaticcontroltechnologyhasbeenwidelyusedwithmanysectorssuchasmanufacturing,agriculture,transportation,aerospace,andgreatlyimprovethesociallaborproductivity,andimprovepeople'sworkingenvironment,enrichandimprovethepeople'sstandardofliving.Intoday'ssociety,theautomationdevicehasbeeneverywhere,andmadeimportantcontributionstotheprogressofhumancivilization.Curriculumdesignofautomaticcontroltheorytotestwelearnedjustasoliddegreeofgoodopportunities,butalsotoourbodyofknowledgemoresystematically,moreperfect.Constantlylearningnewknowledgebasedontrainingability,andinspireinnovativethinkingandtheabilitytosolvepracticalproblemsindependently,andtoimprovethedesign,assembly,commissioningandcapacity.
关键字:
系统分析性能指标系统校验设计系统
Keywords:
SystemPerformanceAnalysisSystemDesignSystemCalibration
目录
一、系统说明(概述)5
二、系统分析6
三、系统综合8
四、系统物理模拟图10
总结13
参考文献14
重庆邮电大学移通学院
《自动控制原理》课程设计(简明)任务书
一、设计题目:
I型三阶系统的典型分析与综合设计
二、系统说明:
设单位反馈系统开环传递函数为
,试设计串联校正装置,使系统满足
三、基本要求:
a)利用频率法分析系统:
(1)作原系统的Bode图;
(2)分析原系统的性能,当原系统的性能不满足设计要求时,则进行系统校正。
b)利用频率法综合系统:
(1)画出串联校正结构图,分析并选择串联校正的类型(微分、积分或微分-积分校正);
(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;若不满足,则重新确定校正装置的参数。
c)完成系统综合前后的有源物理模拟(验证)实验;
四、课程设计报告:
a)课程设计计算说明书一份;
b)原系统组成结构原理图一张(自绘);
c)系统综合前后的模拟图各一张(附实验结果图);
d)封面装帧成册;
一、系统说明(概述)
1.设计目的
(1)掌握自动控制原理课程中所学的理论知识
(2)掌握反馈系统的基本理论和方法,对工程系统进行全面分析
(3)掌握控制系统的设计与校正方法
(4)掌握使用mathtype,visio,matlab的使用方法
2.系统原理(简介)
3.各环节的性能、功能特性说明
(1)积分环节
输入量与输出量成积分关系的环节,简称为积分环节。
其特点:
输入量与输出量的积分成正比例,当输入消失,输出保持不变,具有记忆功能,积分环节收到扰动自身无法达到稳定。
(2)惯性环节
一阶惯性环节的微分方程是一阶的,且输出响应需要一定时间后达到稳态值,因此称为一阶惯性环节。
其特点:
输出信号对输入信号的响应存在惯性(输入信号阶跃加入后,输出信号不能突然变化,只能随着时间增加逐渐变化)。
4.设计基本要求
(1)要求输出等于给点输入所要求的期望输出值。
(2)要求输出尽量不收扰动的影响。
(3)衡量一个系统是否完成以上两点,把要求划为稳,快,准评价
5.设计指标
设定:
输入为r(t)=a+bt(其中:
a=10b=20);
在保证静态指标KV
70的前提下;
要求动态期望指标:
σ p﹪≤40﹪;ts≤1sec.
二、系统分析
1.原系统Bode图
2.稳定性分析
特征方程:
根据劳斯判据判定:
K≦60
因为Kv≧70
3.稳态精度分析ess
4.动态性能分析
。
K=20
超调量不满足要求
三、系统综合
1.利用期望指标绘制Bode图
2.设计校正规律和校正装置(电路图、装置参数)
3.系统综合过程表达(Bode图上)
谐振峰值:
超调量
取40%
=1.5
由于
取
由bode图得到
原系统相位裕度
所需的相位超前角
衰减率
确定两转折频率
补偿增益
矫正后的系统传递函数:
四、系统物理模拟图
1.原系统模拟图
2.原系统单位阶跃响应曲线
3.综合后系统模拟图
4.综合后系统的单位阶跃响应曲线
总结
《自动控制原理》课程设计结束了,个人感觉自己又学到了好多以前不知道的东西,收获很多。
在马老师的指导下,我们的课程设计完成得很顺利。
通过本次课程设计,我不但复习了知识,也更加深刻的理解了公式的意义,坚实了许多模棱两可的知识点,认识掌握了多种数学办公软件的操作和运行。
课程设计的时间虽然很短,但是使我受益匪浅,我知道了积极参与,充满热情,敢于动手地做一件事,才能学到真的知识,亲身经历的感觉会让我记住一生
总的来说,通过这次课程设计,我的能力和素质都得到了提高!
参考文献
孙亮等.自动控制原理.北京工业大学出版社.2009.8.
戴忠达.自动控制理论基础.清华大学出版社.1991
王积伟.控制工程基础.国防工业出版社.2001
胡寿松.自动控制原理{M}.4版.北京:
科学出版社,2001.
绪方胜彦.现代控制工程{M}.北京.科学出版社,1976.
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- 关 键 词:
- 型三阶 系统 典型 分析 综合 设计