最新哈工大自控课设大作业.docx

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最新哈工大自控课设大作业

哈工大自控课设大作业

HarbinInstituteofTechnology

课程设计说明书（论文）

课程名称：

自动控制原理

设计题目：

串联校正装置设计

院系：

自动化测试与控制系

班级：

1201112

设计者：

郑豹

学号：

1120110623

指导教师：

马明达

设计时间：

2014.12.25

哈尔滨工业大学

哈尔滨工业大学课程设计任务书

姓名：

郑豹院（系）：

自动化测试与控制系

专业：

测控技术与仪器班号：

120110623

任务起至日期：

2014年12月20日至2014年12月28日

课程设计题目：

串联校正装置设计

已知技术参数和设计要求：

设单位反馈系统开环传递函数为

要求设计一串联校正装置，使系统满足：

（1）输入速度为1（rad/s）时，稳态速度误差不大于1/126（rad）；

（2）开环放大系数不变；

（3）相角裕度不小于30°，截止频率为20（rad/s）。

工作量：

1.人工设计

利用半对数坐标纸手工绘制系统校正前后及校正装置的Bode图，并确定出校正装置的传递函数。

验算校正后系统是否满足性能指标要求。

2．计算机辅助设计

利用MATLAB语言对系统进行辅助设计、仿真和调试。

工作计划安排：

人工设计校正网络，计算机辅助设计，利用MATLAB语言对系统进行辅助设计、仿真和调试。

同组设计者及分工：

指导教师签字___________________

年月日

教研室主任意见：

教研室主任签字___________________

年月日

*注：

此任务书由课程设计指导教师填写。

1、人工设计

已知技术参数和设计要求：

设单位反馈系统开环传递函数为

要求设计一串联校正装置，使系统满足：

（4）输入速度为1（rad/s）时，稳态速度误差不大于1/126（rad）；

（5）开环放大系数不变；

（6）相角裕度不小于30°，截止频率为20（rad/s）。

即

校正装置电路参数

由校正装置传递函数

，设计滞后超前电路网络:

此网络传递函数

，由于

，所以据此求解可得到电阻R和电容C。

R1=45.5Ω

C1=220μF

解得R2=8.9Ω

C2=1F

二．计算机辅助设计

Simulink仿真框图

校正前

校正后

阶跃响应曲线

校正前

校正后

Bode图

根轨迹图

校正前

校正后

Nyquist图

校正前

（整体图）

（局部放大图）

校正后

（整体图）

（局部放大图）

3.设计结论

通过人工设计求出校正装置的传递函数以及校正装置的电路参数，设计出滞后超前的串联校正装置。

经过计算机仿真验算了校正前后的Bode图，阶跃响应等特性合乎预期要求，完成设计要求。

4．设计后的心得体会

通过此次自控大作业的设计，不仅锻炼了自己设计反馈系统的串联校正装置的能力，还提升了自己借助计算机MATLAB解决学习问题能力。

特别是通过MATLAB操作求取传递函数的各种特性，学习到掌握一种技能的成就感.。