自动控制课程设计.docx
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自动控制课程设计.docx
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自动控制课程设计
自
动
控
制
课
程
设
计
报
告
专业:
11应用电子技术
班级:
应电二班
学号:
110372021307
姓名:
贺成林
同组人:
贺成林、吴炎奇、吴玮祎
1、课程设计题目:
线性控制系统的设计与校正
2、课程设计内容:
1、拟定一个线性控制系统,确定传递函数和模拟电路,并在自动控制原理实验箱上搭建实际电路,输入阶跃信号(用适当周期的方波信号模拟),测量系统各项动态、稳态性能指标;
2、根据工程控制的一般要求提出控制系统的性能指标要求,选择合适的方法设计校正装置,并采用Matlab软件进行仿真。
然后在实验装置上搭建校正后的系统电路,再次测量阶跃输入下的动态、稳态性能指标,与校正前的系统进行比较;
三、实验条件:
测量仪器、自动控制理论实验装置、具有数据采集功能的数字示波器、装配Matlab等软件的计算机。
4、实验内容:
已知二阶闭环系统方框图如下所示:
图1二阶闭环系统的方框图
图2二阶闭环系统的模拟电路图
校正前系统的开环传递函数为:
对应的闭环传递函数为:
由此可得:
因此未加校正装置前系统
超调量:
调节时间:
系统校正前仿真电路结果图
系统校正前伯德图
系统校正前ATLAB仿真结果图
设计要求:
因此校正后系统性能指标要求:
超调量:
调节时间:
设置校正装置的传递函数:
则校正后系统的开环传递函数:
相应的闭环传递函数:
得:
所以校正装置的传递函数:
由此可得校正装置模拟电路为:
其中:
检验:
校正后系统电路图
图4校正后系统电路图
系统校正后仿真电路结果图
系统校正后伯德图
系统校正后ATLAB仿真结果图
五.实验数据分析
根据实验数据得出,基本满足
即满足实验要求,与校正前相比较,后者稳定性明显提高
六.实验总结与心得体会
本次自动控制课程设计实验,,我们从中我们研究了二阶系统的动态性能和稳态性能,系统的超前校正和状态反馈,而这也是自动控制原理的重要知识。
以上内容大致覆盖了自动控制原理几个主要知识内容,是课内课程的课外拓展。
可以说,这一系列的实验帮助我们对信号知识不仅温习了一遍,还是我们从中得到新的认识。
印证了一句古语“温故而知新,可以为师矣”。
同时加深了理论知识的认识和理解,达到了理论联系实际的效果。
而通过自行设计系统的校正方案,我们加深对自动控制原理的理解,掌握其分析方法,了解其动态特性和稳态特性,同时,我们也学会了设计实验的方法和步骤。
总而言之,在自动控制实验过程中受益匪浅,不仅巩固了以前学习过的知识,还学习到了新知识,而且学以致用,将所学知识转化成了实际应用。
参考资料:
《自动控制原理》,胡寿松
《MATLAB控制系统设计仿真应用》,王丹力
《信号与控制综合实验教程》熊蕊
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