自动控制原理课程设计 武汉理工大学.pdf

武汉理工大学《自动控制原理》课程设计说明书

目录

引言

1系统建模

1.1系统功能分析2

1.2系统各部分传递函数4

1.2.1桥式电路4

1.2.2放大器4

1.2.3测速电机TG5

1.2.4伺服电机SM.5

1.2.5减速器7

2系统结构整体分析

2.1系统结构图8

2.2信号流图8

2.3系统传递函数8

3开环系统频域特性求解

4加入校正装置后的系统分析11

4.1校正要求

4.2PD校正原理

4.3PD控制改善阻尼比的实现

4.4滞后校正能否改善系统稳定性的说明13

5系统校正前后比较分析

总结体会

参考文献

武汉理工大学《自动控制原理》课程设计说明书

引言

随着现代科学技术的迅速发展，自动控制技术在实际中的应用日趋广泛。所

谓自动控制，是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置（称控制

装置或控制器），使机器，设备或生产过程（统称被控对象）的某个工作状态或

参数（即被控量）自动地按照预定的规律运行。例如：生产过程中对压力、温度、

频率等物理量的控制；雷达和计算机组成的导弹发射和制导系统，自动地将导弹

引导到敌方目标；雷达跟踪系统和指挥仪控制火炮射击的高低和方位等等。

随动控制系统又名伺服控制系统。其参考输入是变化规律未知的任意时间函

数。随动控制系统的任务是使被控量按同样规律变化并与输入信号的误差保持在

规定范围内。这种系统在军事上应用最为普遍.如导弹发射架控制系统，雷达天

线控制系统等。其特点是输入为未知。

位置随动系统是一种位置反馈控制系统，因此，一定具有位置指令和位置反

馈的检测装置，通过位置指令装置将希望的位移转换成具有一定精度的电量，利

用位置反馈装置随时检测出被控机械的实际位移，也把它转换成具有一定精度的

电量，与指令进行比较，把比较得到的偏差信号放大以后，控制执行电机向消除

偏差的方向旋转，直到达到一定的精度为止。这样，被控制机械的实际位置就能

跟随指令变化，构成一个位置随动系统。

本次课程设计研究的是一类位置随动系统的校正，通过设计PD控制装置，

提高系统的稳定程度，改善系统的阻尼比，并分析比较校正前后系统相应时域曲

线的区别，并借以加强对课本知识的巩固和提高。

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1系统建模

在控制系统的分析和设计中，首先要建立系统的模型。控制系统的数学模

型是描述系统内部物理量或变量之间关系的数学表达式。如果已知输入量及变量

的初始条件，对微分