Ⅰ型二阶系统典型分析与综合设计课程设计报告.doc

指导教师评定成绩： 审定成绩： 重庆邮电大学移通学院 自 动 化 系 课程设计报告 设计题目：Ⅰ型二阶系统的典型分析与综合设计 学 生 姓 名： 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 05111 学 号： 20122 指 导 教 师： 设计时间：2014 年 12 月 重庆邮电大学移通自动化系制 目录 第一章 系统概念 4 1.1设计目的 4 1.2系统原理（简介） 4 1.3 各环节的性能、功能特性说明 4 1.3.1比例环节 4 1.3.2积分环节? 5 1.3.3惯性环节 5 1.4系统参量 5 1.5基本要求 5 1.6 设计指标 5 第二章 系统建模 5 2.1 各环节建模 6 2.1.1 比较器 6 2.1.2比例环节 6 2.1.3积分环节 7 2.1.4惯性环节 9 2.1.5反馈环节 10 2.2系统的数学模型 10 2.2.1系统结构框图 10 2.2.2系统等价框图 11 2.2.3系统闭环传递函数 11 2.2.4特征方程: 11 2.2.5小结 12 第三章 系统分析 12 3.1系统稳定性分析 12 3.1.1利用劳斯判据判断稳定性 12 3.2稳态（精度）分析 14 3.2.1跟踪能力 14 3.2.2静态误差的计算 14 3.2.3对误差ess进行验证 15 3.3系统动态分析 16 3.3.1动态平稳性分析 17 3.3.2快速性分析 17 3.3.3结论 17 第四章 系统综合校正设计 18 4.1校正方案的分析 18 4.1.1校正方案的分析 18 4.2校正方案的确立 19 4.3采用串联校正。 19 4.3.1确定系统期望数学模型 19 4.3.2数学模型与期望的参数求取 20 4.2.3绘制期望的根轨迹图 21 第五章 系统模拟 21 5.1原系统的物理模拟图 21 5.2校正装置物理模拟图 22 5.3综合后校正模拟图 22 第六章 设计小结 25 6.1心得体会 25 6.2致谢 26 参考文献 27 《自动控制原理》课程设计 第一章 系统概念 1.1设计目的 《自动控制原理》课程设计是该课程的一个重要教学环节，它有别于毕业设计，更不同课堂教学。它只要是培养学生统筹运用自动控制原理课程中所学的理论知识，掌握反馈控制系统的基本理论和基本方法，对工程实际系统进行完整的全面分析和综合。 1.2系统原理（简介） 图1-1 其中：R0=100K; C1=C2=F ; R2=1/2R0 Rf为线性滑动电位器，可调范围为： 1.3 各环节的性能、功能特性说明 1.3.1比例环节 比例环节的输出量与输入量成正比，不失真也不延滞，所以比例环节又称为放大环节或无惯性环节 1.3.2积分环节? 输出量与输入量成积分关系的环节，称为积分环节。其特点：输出量与输入量的积分成正比例，当输入消失，输出保持不变，具有记忆功能；积分环节受到扰动自身无法达到稳定。 1.3.3惯性环节 一阶惯性环节的微分方程是一阶的，且输出响应需要一定时间后才达到稳态值，因此称为一阶惯性环节。其特点：输出信号对输入信号的响应存在惯性（输入信号阶跃加入后，输出信号不能突然变化，只能随时间增加逐渐变化）。 设计过程可忽略各种干扰，比如：运算放大器的零点漂移，环节间的负载效应，外界强力电力设备产生的电磁干扰等，均可忽略。 1.4系统参量 系统输入信号：r（t）； 系统输出信号：r（t）； 1.5基本要求 建立系统数学模型——传递函数； 利用频率特性法分析和综合系统； 完成系统综合前后的有源物理模拟（验证）实验连接图； 完成系统综合前后的MATLAB仿真（验证）验证； 1.6 设计指标 设定：输入为r（t）= a + bt （其中：a = 286.6° b = 229.3°） 在保证静态指标kv = 5 （eSS0.8)的前提下；要求动态期望指标： 第二章 系统建模 有许多类型的控制系统。如物理学中的力学系统，它是以牛顿力学为基础的机械运动系统。或者非物理系统，如现代企业管理系统。自动控制原理学科以物理系统为研究对象，来研究自动控制理论的基本问题。一个物理系统，作为知识表达，首先要采用适当的描述方法来描述它。通常采用的方法是数学描述方法，或者成为数学模型。 2.1 各环节建模 （各环节间无负载效应，可以分开单独分析。） 2.1.1 比较器 数学模型： 结构框图 ： R（S）