自動控制課程設(shè)計(jì)-- 線性控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(shè)</b></p><p><b>　　計(jì)</b></p><p><b>　　報(bào)</b></p><p><b>　　告</b></p><p>&

3、lt;b>　　課程設(shè)計(jì)題目：</b></p><p>　　線性控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校正</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)內(nèi)容：</b></p><p>　　1、擬定一個(gè)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(shí)驗(yàn)箱上搭建實(shí)際電路，輸入階躍信號（用適當(dāng)周期的方波信號模擬），測量系統(tǒng)各項(xiàng)動態(tài)、穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)；</

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(biāo)要求，選擇合適的方法設(shè)計(jì)校正裝置，并采用Matlab軟件進(jìn)行仿真。然后在實(shí)驗(yàn)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(biāo)，與校正前的系統(tǒng)進(jìn)行比較；</p><p><b>　　三、實(shí)驗(yàn)條件：</b></p><p>　　測量儀器、自動控制理論實(shí)驗(yàn)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(jì)算機(jī)。</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)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(yīng)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(shí)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(shè)計(jì)要求:</b></p><p>　　因此校正后系統(tǒng)性能指標(biāo)要求:</p><p><b>　　超調(diào)量:

8、</b></p><p><b>　　調(diào)節(jié)時(shí)間:</b></p><p>　　設(shè)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(yīng)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(yàn)：</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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析</b></p><p>

11、　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出，基本滿足　 　 　 </p><p>　　即滿足實(shí)驗(yàn)要求，與校正前相比較，后者穩(wěn)定性明顯提高</p><p>　　六.實(shí)驗(yàn)總結(jié)與心得體會</p><p>　　本次自動控制課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),,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(gè)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(shí)驗(yàn)幫助我們對信號知識不僅溫習(xí)了一遍,還是我們從中得到新的認(rèn)識。印證了一句古語“溫故而知新，可以為師矣”。同時(shí)加深了理論知識的認(rèn)識和理解，達(dá)到了理論聯(lián)系實(shí)際的效果。</p><p>　　而通過自行設(shè)計(jì)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(shí),我們也學(xué)會了設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的方法和步驟。總而

13、言之，在自動控制實(shí)驗(yàn)過程中受益匪淺，不僅鞏固了以前學(xué)習(xí)過的知識，還學(xué)習(xí)到了新知識，而且學(xué)以致用，將所學(xué)知識轉(zhuǎn)化成了實(shí)際應(yīng)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(shè)計(jì) 仿真 應(yīng)用》，王丹力</p><p>　　《信號與控制