自動控制課程設計-- 線性控制系統(tǒng)的設計與校正

1、<p><b>　　自</b></p><p><b>　　動</b></p><p><b>　　控</b></p><p><b>　　制</b></p><p><b>　　課</b></p><p

2、><b>　　程</b></p><p><b>　　設</b></p><p><b>　　計</b></p><p><b>　　報</b></p><p><b>　　告</b></p><p>&

3、lt;b>　　課程設計題目：</b></p><p>　　線性控制系統(tǒng)的設計與校正</p><p><b>　　課程設計內(nèi)容：</b></p><p>　　1、擬定一個線性控制系統(tǒng)，確定傳遞函數(shù)和模擬電路，并在自動控制原理實驗箱上搭建實際電路，輸入階躍信號（用適當周期的方波信號模擬），測量系統(tǒng)各項動態(tài)、穩(wěn)態(tài)性能指標；</

4、p><p>　　2、根據(jù)工程控制的一般要求提出控制系統(tǒng)的性能指標要求，選擇合適的方法設計校正裝置，并采用Matlab軟件進行仿真。然后在實驗裝置上搭建校正后的系統(tǒng)電路，再次測量階躍輸入下的動態(tài)、穩(wěn)態(tài)性能指標，與校正前的系統(tǒng)進行比較；</p><p><b>　　三、實驗條件：</b></p><p>　　測量儀器、自動控制理論實驗裝置、具有數(shù)據(jù)采集

5、功能的數(shù)字示波器、裝配Matlab等軟件的計算機。</p><p><b>　　實驗內(nèi)容：</b></p><p>　　已知二階閉環(huán)系統(tǒng)方框圖如下所示:</p><p>　　圖1二階閉環(huán)系統(tǒng)的方框圖</p><p>　　圖2二階閉環(huán)系統(tǒng)的模擬電路圖 </p><p>　　校正前系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為

6、:</p><p>　　對應的閉環(huán)傳遞函數(shù)為:</p><p><b>　　由此可得:</b></p><p>　　因此未加校正裝置前系統(tǒng)</p><p><b>　　超調(diào)量:</b></p><p>　　調(diào)節(jié)時間: </p><p>　　

7、系統(tǒng)校正前仿真電路結(jié)果圖</p><p><b>　　系統(tǒng)校正前伯德圖</b></p><p>　　系統(tǒng)校正前ATLAB仿真結(jié)果圖</p><p><b>　　設計要求:</b></p><p>　　因此校正后系統(tǒng)性能指標要求:</p><p><b>　　超調(diào)量:

8、</b></p><p><b>　　調(diào)節(jié)時間:</b></p><p>　　設置校正裝置的傳遞函數(shù):</p><p>　　則校正后系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù):</p><p>　　相應的閉環(huán)傳遞函數(shù):</p><p><b>　　得： </b></p>

9、;<p>　　所以校正裝置的傳遞函數(shù)：</p><p>　　由此可得校正裝置模擬電路為： </p><p><b>　　其中：</b></p><p><b>　　檢驗：</b></p><p><b>　　校正后系統(tǒng)電路圖</b></p><

10、;p>　　圖4 校正后系統(tǒng)電路圖 </p><p>　　系統(tǒng)校正后仿真電路結(jié)果圖</p><p><b>　　系統(tǒng)校正后伯德圖</b></p><p>　　系統(tǒng)校正后ATLAB仿真結(jié)果圖</p><p><b>　　五．實驗數(shù)據(jù)分析</b></p><p>

11、　　根據(jù)實驗數(shù)據(jù)得出，基本滿足　 　 　 </p><p>　　即滿足實驗要求，與校正前相比較，后者穩(wěn)定性明顯提高</p><p>　　六.實驗總結(jié)與心得體會</p><p>　　本次自動控制課程設計實驗,,我們從中我們研究了二階系統(tǒng)的動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能，系統(tǒng)的超前校正和狀態(tài)反饋，而這也是自動控制原理的重要知識。以上內(nèi)容大致覆蓋了自動控制原理幾個主要知識內(nèi)容，是

12、課內(nèi)課程的課外拓展。</p><p>　　可以說，這一系列的實驗幫助我們對信號知識不僅溫習了一遍,還是我們從中得到新的認識。印證了一句古語“溫故而知新，可以為師矣”。同時加深了理論知識的認識和理解，達到了理論聯(lián)系實際的效果。</p><p>　　而通過自行設計系統(tǒng)的校正方案,我們加深對自動控制原理的理解,掌握其分析方法,了解其動態(tài)特性和穩(wěn)態(tài)特性,同時,我們也學會了設計實驗的方法和步驟?？偠?/p>

13、言之，在自動控制實驗過程中受益匪淺，不僅鞏固了以前學習過的知識，還學習到了新知識，而且學以致用，將所學知識轉(zhuǎn)化成了實際應用。</p><p><b>　　參考資料：</b></p><p>　　《自動控制原理》，胡壽松</p><p>　　《MATLAB控制系統(tǒng)設計 仿真 應用》，王丹力</p><p>　　《信號與控制