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1、 課 程 設 計 意 義 ： 本 課 程 設 計 是 自 動 控 制 原 理 （ 線 性 連 續(xù) 系 統(tǒng) ） 課 程 學習 的 一 個 重 要 教 學 環(huán) 節(jié) ；設 計 內(nèi) 容 ： 以 一 個 給 定 控 制 系 統(tǒng) 為 研 究 對 象 ， 要 求 學 生 綜 合應 用 控 制 原 理 課 程 所 學 的 理 論 和 已 掌 握 的 實 驗 技 能 ， 按 著 給定 的 性 能 指 標 ， 獨 立 地 分 析 設 計 并 通 過 實 驗 研 究 、 調 試 出 一個 符 合 性 能 指 標 的 隨 動 系 統(tǒng) 。目 的 ： 通 過 該 實 踐 環(huán) 節(jié) ， 使 同 學 們 能 在 各 項 實 驗

2、 中 提 高 自 己的 分 析 問 題 和 解 決 實 際 問 題 的 能 力 ， 對 于 鞏 固 和 應 用 所 學 知識 ， 提 高 實 踐 能 力 ， 把 理 論 和 實 踐 很 好 的 結 合 起 來 有 著 重 要的 意 義 。 1、 設 單 位 反 饋 系 統(tǒng) 的 開 環(huán) 傳 遞 函 數(shù) 為 ：設 計 校 正 裝 置 ， 使 系 統(tǒng) 在 階 躍 輸 入 下 的 超 調 量 ； 調 節(jié) 時 間 ts5S，而 單 位 斜 坡 輸 入 時 的 穩(wěn) 態(tài) 誤 差 %15SSe )5)(1()( SSS KSG %;10% 2、 已 知 對 象 的 傳 遞 函 數(shù) 為 ：要 求 設 計 控 制

3、 器 ， 使 系 統(tǒng) 性 能 指 標 滿 足 ：)1025.0)(15.0( 20)( SSSSG %5%5.1 sts 3、 已 知 某 控 制 系 統(tǒng) 結 構 如 圖 所 示 ， 要 求 設 計 校 正環(huán) 節(jié) Gc（ S） ， 使 系 統(tǒng) 對 于 階 躍 輸 入 的 穩(wěn) 態(tài) 誤 差 為0， 使 系 統(tǒng) 校 正 后 的 相 角 裕 量 :幅 值 裕 量 : 045 dBkg 10 +- )11.0)(1( 10 SSS 控 制 系 統(tǒng) 結 構 圖 4、 設 有 單 位 反 饋 系 統(tǒng) ， 具 有 如 下 的 開 環(huán)傳 遞 函 數(shù) ： 試 確 定 校 正 環(huán) 節(jié) ， 使 控 制 性 能 滿 足

4、 ：開 環(huán) 放 大 系 數(shù) K=10 S-1 ，相 角 裕 度 ，幅 值 裕 度 20lgKg=+10分 貝 ； )15.0)(1()( SSS KSG 050 1、 設 計 的 目 的（ 1） 掌 握 控 制 系 統(tǒng) 設 計 與 校 正 的 步 驟 和 方 法 。（ 2） 掌 握 對 控 制 系 統(tǒng) 相 角 裕 度 、 穩(wěn) 態(tài) 誤 差 、 剪切 頻 率 、 相 角 穿 越 頻 率 以 及 增 益 裕 度 的 求 取方 法 。（ 3） 掌 握 利 用 Matlab對 控 制 系 統(tǒng) 分 析 的 技 能 。（ 4） 提 高 控 制 系 統(tǒng) 設 計 和 分 析 能 力 。 2、 設 計 的 任 務

5、 和 要 求（ 1） 設 計 的 任 務 就 是 知 道 系 統(tǒng) 的 結 構 以 及 系 統(tǒng) 設 計 后 的 性 能 要 求 ， 也 就 是 題 目（ 2） 設 計 的 要 求 分 析 原 有 系 統(tǒng) 性 能 ， 確 定 串 聯(lián) 校 正 方 式 畫 校 正 前 系 統(tǒng) 的 bode圖 ， 校 正 裝 置 的Bode圖 、 校 正 后 系 統(tǒng) 的 Bode圖 用 Matlab程 序 或 Simulink來 進 行 仿 真 畫 校 正 前 后 系 統(tǒng) 的 單 位 階 躍 響 應 曲 線 3、 設 計 步 驟（ 1） 原 有 系 統(tǒng) 的 分 析 ， 包 括 畫 原 系 統(tǒng) 的Bode圖 并 求 剪

6、切 頻 率 Wc0以 及 0 mag,phase,w= bode(num,den) gm,pm,wg,wc=margin(mag,phase,w) % gm為 增 益 裕 度 ， pm為 相 角 裕 度 ， wg為 相 角 穿 越 頻 率 ， wc為 剪 切 頻 率 G=tf(num,den); margin(G); grid （ 2） 用 Matlab或 Simulink對 原 系 統(tǒng) 進 行 分 析 （ 3） 校 正 方 法 的 確 定 根 據(jù) 原 系 統(tǒng) 的 頻 域 指 標 和 校 正 后 系 統(tǒng) 的頻 域 指 標 來 確 定 串 聯(lián) 校 正 的 方 式 。 （ 4） 校 正 裝 置 求

7、 取 根 據(jù) 確 定 的 校 正 方 式 對 系 統(tǒng) 校 正 的 步 驟來 逐 步 計 算 ， 得 出 系 統(tǒng) 的 校 正 裝 置 的 數(shù)學 模 型 。 （ 5） 校 正 裝 置 的 Bode圖 繪 制 （ 6） 校 正 后 系 統(tǒng) 的 分 析 首 先 寫 出 校 正 后 系 統(tǒng) 的 開 環(huán) 傳 遞 函 數(shù) ： 再 畫 校 正 后 系 統(tǒng) 結 構 圖 （ 7） 畫 出 校 正 前 后 系 統(tǒng) 的 單 位 階 躍 響 應 4、 課 程 設 計 過 程 中 的 遇 到 的 問 題 及 解 決 的 方 法 ； 設 計 的 總 結 和 體 會5、 參 考 文 獻 1 要 求 ：獨 立 完 成 課 程

8、設 計 報 告 ， 不 得 雷 同 ； 2 格 式 ：使 用 課 程 設 計 專 用 封 面 和 紙 張 撰 寫 ； 3 課 程 設 計 報 告 內(nèi) 容 ：（ ） 設 計 題 目 、 設 計 指 標 要 求 ；（ ） 設 計 原 理 及 設 計 步 驟 ： 未 校 正 系 統(tǒng) 各 環(huán) 節(jié) 傳 遞 函 數(shù) 的 測 試方 法 ， 未 校 正 系 統(tǒng) 的 框 圖 及 性 能 指 標 的 測 試 方 法 和 有 關 數(shù) 據(jù) 、 測 試框 圖 ； 整 理 并 列 表 實 驗 數(shù) 據(jù) 、 曲 線 ， 校 正 網(wǎng) 絡 的 設 計 原 理 及 計 算 機仿 真 （ 附 有 關 仿 真 圖 ） 、 電 模 擬

9、圖 ； 校 正 后 系 統(tǒng) 計 算 機 仿 真 結 果 （附 有 關 仿 真 圖 ） ； 校 正 后 系 統(tǒng) 的 階 躍 響 應 曲 線 及 動 態(tài) 指 標 ， 靜 態(tài) 誤差 。（ ） 課 程 設 計 主 要 儀 器 設 備 （ 注 明 、 編 號 、 型 號 、 名 稱 ） ；（ 4） 課 程 設 計 過 程 中 的 遇 到 的 問 題 及 解 決 的 方 法 ；（ 5） 課 程 設 計 心 得 體 會 全 面 總 結 課 程 設 計 中 自 己 所 做 的 工 作 、 心 得 體 會 ， 提 出 改 進 意 見。 七 參 考 文 獻 1 胡 壽 松 自 動 控 制 原 理 北 京 ： 國 防 工 業(yè) 出 版 社 2章 燕 申 控 制 系 統(tǒng) 的 設 計 與 實 踐 北 京 ： 清 華 大 學 出 版 社 3 魏 克 新 MATALAB語 言 與 自 動 控 制 系 統(tǒng) 設 計 北 京 ： 機械 工 業(yè) 出 版 社 4 黃 忠 霖 控 制 系 統(tǒng) MATLAB設 計 與 仿 真 北 京 ： 國 防 工 業(yè)出 版 社 5謝 自 美 電 子 線 路 設 計 實 驗 測 試 武 漢 ： 華 中 科 技 大學 出 版 社