哈工大自动控制原理课程设计
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y
课程设计说明书（论文）
课程名称：自动控制原理课程设计
设计题目：控制系统的设计与仿真
院系：航天学院
班级：
设计者：
学号：
指导教师：王松艳、晁涛
设计时间：2016年3月
哈尔滨工业大学
目录
课程设计任务书............................................................................................. 错误！未定义书签。
1、题目要求与分析 (3)
1.1 题目要求 (3)
1.2 题目分析 (3)
2、人工设计 (4)
2.1 局部反馈校正和积分环节的设计及计算 (4)
2.1.1局部反馈校正 (4)
2.1.2积分环节的设计和计算 (5)
2.2 串联超前校正环节的计算 (6)
2.2.1第一次超前校正 (7)
2.2.2第二次超前校正 (8)
2.2.3第三次超前校正 (9)
3、计算机辅助设计 (10)
3.1 被控对象仿真 (10)
3.1.1被控对象开环Simulink模型图 (10)
3.1.2 被控对象开环Bode图 (11)
3.2 校正后的系统仿真 (11)
3.2.1校正后的开环Simulink模型图 (11)
3.2.2校正后的开环Bode图 (12)
3.3 对校正后闭环系统仿真 (12)
3.3.1 校正后的闭环Simulink模型图 (12)
3.3.2 单位阶跃响应仿真曲线 (13)
3.3.3 系统的进一步优化 (13)
4、校正装置电路图 (14)
4.1反馈校正环节实现电路 (14)
4.2积分环节和超前校正环节实现电路 (15)
5、设计总结 (16)
5.1 设计结论 (16)
5.2 设计方法 (17)
6、心得体会 (17)
1、题目要求与分析
1.1 题目要求
已知受控对象框图为：
1Y(s)
K 100s +12Transfer Fcn
num(s)den(s)Gp(s)
num(s)den(s)Gc(s)
1R(s)
图1.受控对象框图
性能指标：
（1）速度误差数v K =100；
（2）超调量%5p ≤σ。
1.2 题目分析
经分析该系统固有传递函数为二阶系统，但该二阶系统不是标准二阶系统。令K=100，画出Bode 图。
-50050100150200M a g n i t u d e (d B )10
-2
10-1
10
10
1
-405
-360-315-270-225-180-135P h a s e (d e g )
Bode Diagram
Gm = Inf dB (at Inf rad/sec) , P m = 1.53e-013 deg (at 1 rad/sec)
Frequency (rad/sec)
图2.原系统Bode 图
2、人工设计
2.1 局部反馈校正和积分环节的设计及计算
2.1.1局部反馈校正
考虑到固有环节1
s 100)s (2
0+=
K
G 不是标准二阶环节，所以加一个反馈环节1s +τ，使其成为标准二阶环节，则系统框图变为
1Y(s)
99100s +12Transfer Fcn
1Gain1
-K-Gain du/dt Derivative
1R(s)
图3.加入反馈校正后的系统框图
系统传递函数变为
=
)(s G 1
1
11001
2+++++s K K s K K K
τ
由于指标要求超调量%5p ≤σ为了减小系统的超调量，所以应该减小系统的阻尼比。令时间常数
T=
1
100
+K =1， 解得，K=99。
令阻尼比ζ=0.9，
1
+K K τ
=1.8， 解得，τ=1.82。
加入反馈校正后，系统的传递函数变为
=)(0s G 1
8.199
.02++s s
此时，画出系统函数的Bode 图如下
-80-60
-40
-20
M a g n i t u d e (d B )10
-2
10
-1
10
10
1
10
2
-180
-135-90-450P h a s e (d e g )
Bode Diagram
Gm = Inf dB (at Inf rad/sec) , P m = Inf
Frequency (rad/sec)
图4.加入反馈校正后的系统Bode 图
2.1.2积分环节的设计和计算
由于性能指标要求速度误差数v K =100，所以应该再串联一个积分环节s
101
，使系统成为Ⅰ型系统，而且系统的开环增益K=100,则系统框图变为下图
1Y(s)
101s
Transfer Fcn5
99100s +12Transfer Fcn
1Gain1
-K-Gain
du/dt Derivative
1R(s)
图5.加入串联积分环节后的系统框图
则系统传递函数变为
)(0s G =
s
s ++2
38.1s 100
该系统变成一个三阶系统，具有一个积分环节，且该系统是Ⅰ型系统，满足性能
指标v K =100的要求。
画出加入积分环节后的系统Bode 图如下：
-100-50
50
100
M a g n i t u d e (d B )10
-2
10
-1
10
10
1
10
2
-270
-225-180-135-90P h a s e (d e g )
Bode Diagram
Gm = -34.9 dB (at 1 rad/sec) , P m = -67.7 deg (at 4.6 rad/sec)
Frequency (rad/sec)
图6.加入积分环节的系统Bode 图
从该Bode 图中可以读出，加入积分环节后，系统的剪切频率c ω=4.6rad/sec ，相角裕度0γ=-67.7°。接下来的工作就是对该系统进行校正，使其满足另一个指标要求超调量%5p ≤σ。
2.2 串联超前校正环节的计算
加入反馈校正和积分环节后，由Bode 图得出剪切频率c ω=4.6rad/sec ，相角裕度0γ=-67.7°。经过分析，剪切频率过小，相角裕度也很小，应该同时提高剪切频率和相角裕度，所以首先选择串联超前校正对系统进行校正。因为指标要求
%5p ≤δ，使用经验公式
p δ=[100(r M -1)]%
γ
sin 1
r =
M 计算可得，γ≥72°。而原系统的相角裕度0γ=-67.7°。
m φ=72-(-67.7)=140°
由于m φ过大超过了90°，所以考虑采用多次串联超前校正。
取1m φ=m φ÷2=70°，则由公式可以计算出串联超前校正环节的参数1α
03.0sin 1sin -1m1
m1
1=+=
φφα
接下来求出校正后的剪切频率c ω
20lg|)j (c 0ωG |=-20lg
1
1
α=-15db
由原系统bode 图，可得c ω=8.2rad/s ，
T=
1
c 1
αω=0.704s
1αT=0.03*0.704=0.021s
则校正环节传递函数为
)s (1c G =
111++Ts Ts α=1021.01
704.0++s s
第一次串联超前校正后的系统传递函数变为
)(01s G =s s ++2
38.1s 100*1
021.01
704.0++s s ， 画出校正后的开环Bode 图如下
-150-100-50050
100M a g n i t u d e (d B )10
-2
10
-1
10
10
1
10
2
10
3
-270
-225-180-135-90P h a s e (d e g )
Bode Diagram
Gm = -11.1 dB (at 4.46 rad/sec) , P m = -7.26 deg (at 8.35 rad/sec)
Frequency (rad/sec)
图7.第一次超前校正后的系统Bode 图
经过第一次串联超前校正后，系统的剪切频率c ω=8.35rad/sec ，1γ=-7.26。
第一次超前校正后，系统的剪切频率和相角裕度仍然远不能满足要求，还需要再次进行串联超前校正。取2m φ=70°，则由公式可以计算出参数2α
03.0sin 1sin -1m2
m2
2=+=
φφα
接下来求出校正后的剪切频率c ω
20lg|)j (c 0ωG |=-20lg
2
1
α
=-15db
由原系统bode 图，可得c ω=19.3rad/s ，
T=
2
c 1
αω=0.300s
αT=0.009s
则第二次超前校正环节传递函数为
)s (2c G =
112++Ts Ts α=1009.01
300.0++s s ，
第二次串联超前校正后的系统传递函数变为
)(02s G =s s ++2
38.1s 100*1021.01704.0++s s 1
009.01
300.0++s s 画出第二次超前校正后的开环Bode 图如下
-150-100-50050
100M a g n i t u d e (d B )10
-2
10
-1
10
10
1
10
2
10
3
10
4
-270
-225-180-135-90P h a s e (d e g )
Bode Diagram
Gm = 16.7 dB (at 69.4 rad/sec) , P m = 49.2 deg (at 19.5 rad/sec)
Frequency (rad/sec)
图8.第二次超前校正bode 图
经过第二次串联超前校正后，系统的剪切频率c ω=19.5rad/sec ，2γ=49.2°。
由于γ=49.2rad/s ，仍然不能满足要求，考虑再使用一次超前校正，第三次超前校正，由于相角在高频段下降较快，裕度?应取较大值，为了满足校正后相角裕度γ≥72°的要求，经过不断试凑，?取50°，所以
3m φ=72°-49.2°+50°≈70°
03.0sin 1sin -1m3
m3
3=+=
φφα
20lg|)j (c 0ωG |=-20lg
3
1
α=-15db 。
由bode 图，可得c ω=63rad/s ，所以
T=
3
c 1
αω=0.0916s ，3αT=0.00275s ，
)s (3c G =
100275.01
0916.0++s s ，
)(03s G =s s ++238.1s 100*1021.01704.0++s s *1009.01300.0++s s *1
00275.01
0916.0++s s ，
画出校正后的系统bode 图
-150-100-50050
100M a g n i t u d e (d B )10
-2
10
-1
10
10
1
10
2
10
3
10
4
-270
-225-180-135-90-45P h a s e (d e g )
Bode Diagram
Gm = 17.4 dB (at 237 rad/sec) , P m = 74.3 deg (at 64.1 rad/sec)
Frequency (rad/sec)
图9.第三次超前校正后系统开环Bode 图
经过第二次串联超前校正后，系统的剪切频率c ω=64.1rad/sec ，3γ=74.3°。 满足了性能指标要求。
用半对数坐标纸绘制3条渐近对数幅频特性曲线（校正前曲线、校正后曲线以及校正函数曲线）
10
-110
10
1
10
2
10
3
-150
-100
-50
50
100
图10.校正前、后与校正环节传递函数的幅频特性图
)s (0G =
s
s ++2
38.1s 100
)s (c G =1021.01704.0++s s *1009.01300.0++s s *1
00275.01
0916.0++s s
)s (G =s s ++238.1s 100*1021.01704.0++s s *1009.01300.0++s s *1
00275.01
0916.0++s s
3、计算机辅助设计
3.1 被控对象仿真
3.1.1被控对象开环Simulink 模型图
取1=K 时，
1Y(s)
1100s +12Transfer Fcn
1R(s)
图11. 被控对象开环Simulink 模型图
哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）
1Y(s)
1100s +12Transfer Fcn
1R(s)
3.1.2 被控对象开环Bode 图
-50
050100150200M a g n i t u d e (d B )10
-2
10-1
10
10
1
-405
-360-315-270-225-180-135P h a s e (d e g )
Bode Diagram
Gm = Inf dB (at Inf rad/sec) , P m = 1.53e-013 deg (at 1 rad/sec)
Frequency (rad/sec)
图12.原系统Bode 图
系统的相角裕度 0=γ，剪切频率s rad c /1=ω，均不满足要求，因此需要校正环节增大相角裕度与剪切频率。
3.2 校正后的系统仿真
3.2.1校正后的开环Simulink 模型图
图13.校正后的开环Simulink 模型图
校正环节为)s (C G =
s 101*1021.01704.0++s s *1009.01300.0++s s *1
00275.01
0916.0++s s 。 1Out1
101s Transfer Fcn5
0.0916s+10.00275s+1Transfer Fcn4
0.3s+10.009s+1Transfer Fcn2
0.704s+10.021s+1Transfer Fcn1
99100s +12Transfer Fcn
1Gain1
-K-Gain
du/dt Derivative
1In1
3.2.2校正后的开环Bode 图
-150-100-50050
100M a g n i t u d e (d B )10
-2
10
-1
10
10
1
10
2
10
3
10
4
-270
-225-180-135-90-45P h a s e (d e g )
Bode Diagram
Gm = 17.4 dB (at 237 rad/sec) , P m = 74.3 deg (at 64.1 rad/sec)
Frequency (rad/sec)
图14.校正后的开环Bode 图
校正后的系统相角裕度3.74=γ°，剪切频率s rad c /1.64=ω，且该系统为Ⅰ型系统，开环增益K=100，均满足性能指标要求。
3.3 对校正后闭环系统仿真
3.3.1 校正后的闭环Simulink 模型图
11
Transfer Fcn6
101s Transfer Fcn5
0.0916s+10.00275s+1Transfer Fcn4
0.3s+10.009s+1Transfer Fcn2
0.704s+10.021s+1Transfer Fcn1
99100s +12Transfer Fcn
Step
Scope
1Gain1
-K-Gain
du/dt Derivative
图15.校正后的闭环Simulink 模型图
3.3.2 单位阶跃响应仿真曲线
Step Response
Time (sec)
A m p l i t u d e
00.20.40.60.81 1.2
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
System: sys Time (sec): 0.38Amplitude: 1.04
System: sys Time (sec): 0.63Amplitude: 1.02
图16.单位阶跃响应仿真曲线
由仿真结果可知，校正后系统的闭环传递函数超调量%5%4<=p σ，调整时间%)2(63.0=?<=s t s ，开环放大倍数100=K ，满足设计要求。
3.3.3 系统的进一步优化
尽管前面的校正已经使系统满足了性能指标要求，但是若在输入后串联一
个滞后环节)(s G P =
1
1
95.0++s s ，则会改变系统的输入，达到减小超调量和减小调整时间的双重效果。加入)(s G P 后，阶跃输入变为下图的输入曲线
0123456
0.94
0.95
0.96
0.97
0.98
0.99
1
Step Response
Time (sec)
A m p t u d e
图17.加入滞后环节的输入曲线
系统的Simulink 模型图如下图
0.95s+1s+1
Transfer Fcn6
101s
Transfer Fcn5
0.0916s+10.00275s+1Transfer Fcn4
0.3s+10.009s+1Transfer Fcn2
0.704s+10.021s+1Transfer Fcn1
99100s +12Transfer Fcn
Step
Scope
1Gain1
-K-Gain
du/dt Derivative
图18.加入滞后环节的Simulink 模型图
阶跃响应曲线为
Step Response
Time (sec)
A m p t u d e
00.20.40.60.81 1.2
0.2
0.40.60.8
1
1.2
1.4
System: sys1
Time (sec): 0.233Amplitude: 0.98
图19.加入滞后环节的阶跃响应曲线
加入)(s G P 后，超调量p δ=0.5%，s t =0.24s （02.0=?），系统性能变得更加优化。
4、校正装置电路图
4.1反馈校正环节实现电路
)s (F G =1s 82.1+
这是一个一阶微分环节，其实现电路如图20所示
U1
OPAMP_3T_VIRTUAL
U2
OPAMP_3T_VIRTUAL
Uo(s)
R1200kΩ
R2200kΩ
R3
200kΩR4200kΩ
C1
9.1μF Y(s)
F(s)
图20.反馈环节电路实现
1
31124)
1()(R R s C R R R s G F +=
=1.82s+1 积分环节的标准电路如图21所示
U3
OPAMP_3T_VIRTUAL
R
100kΩC 0.1μF
Ui(s)
Uo(s)
图21.积分环节标准电路
RC
s G -
=)s ( 4.2积分环节和超前校正环节实现电路
串联超前校正装置的标准电路如图14所示：
图22.串联超前校正装置标准电路
)s (c G =
)
1s ()
1s (22131124++C R R R C R R R
由于积分环节和超前校正环节共4个环节，所以不用考虑输出输入的异号问题。
)s (c G =s
101*1021.01704.0++s s *1009.01300.0++s s *100275.01
0916.0++s s
U3
OPAMP_3T_VIRTUAL
U4
OPAMP_3T_VIRTUAL
U5
OPAMP_3T_VIRTUAL
U6
OPAMP_3T_VIRTUAL
R 100kΩ
R6100kΩC 0.1μF
C37.04μF
R7100kΩ
C40.21μF
R8100kΩ
C5 3.0μF
R9100kΩC60.09μF
R10100kΩ
C70.916μF
R11100kΩC80.0275μF
Ui(s)
Uo(s)
图23.积分环节和超前校正环节电路实现
5、设计总结
5.1 设计结论
本任务书中的受控对象固有传递函数为)(0s G =
1
s 1002+K
不是标准二阶环
节，阻尼比ζ=0，因此考虑加一个反馈校正环节，使系统变为标准二阶系统，提高系统的阻尼比ζ=0.9。同时使时间常数T=1s,从而确定反馈校正的参数，则反馈校正函数为1.82s+1,K=99,经过反馈校正后，系统传递函数变为
1
8.199
.0)(2
0++=s s s G 。 第二步，由于指标要求Kv=100,所以该系统为Ⅰ型系统，且开环增益K=100，因
而串联一个积分环节s
101
，使得传递函数变为
s s s s G 101*18.199.0)(20++==s
s s ++2
38.1100
画出Bode 图，由于相角裕度和剪切频率都很小，所以采用串联超前校正对系统进行校正，对系统进行了3次超前校正，之所以使用了3次串联超前校正，是不断通过实验试凑得出的较好结果，如果只进行2次超前校正，则很难满足设计指标要求。校正后，系统的相角裕度变为74.3°，剪切频率为64.1rad/s ，幅值裕度
为17.4db ，满足设计要求，画出单位响应曲线，得出超调量p δ=4%，满足设计要求。调整时间s t =0.63s （02.0=?），满足设计要求。且该系统为Ⅰ型系统，
100=V K ，满足稳态误差要求。最后，如果在输入后串联一个滞后环节
)(s G P =
1
1
95.0++s s ，则会改变系统的输入，达到减小超调量和减小调整时间的双重效果。加入)(s G P 后，超调量p δ=0.5%，s t =0.24s （02.0=?），系统性能变得更加优化。
5.2 设计方法
首先画出被控对象的开环Bode图和单位阶跃响应曲线，判断是否满足性能指标，如果没有满足动态性能指标，则要对控制系统进行校正。
根据给出的动态性能指标，利用高阶系统的近似公式，求出所需的剪切频率ω和相角裕度γ，选择合适的校正方法使系统满足要求，在本设计中首先采用的c
是利用反馈校正环节提高系统的阻尼比。然后串联一个积分环节，提高系统的型别和开环增益，满足稳态误差要求。最后通过3次超前校正提高系统的剪切频率和相角裕度，满足动态指标要求。
6、心得体会
通过这两周的自动控制系统课程设计，我收获了很多。首先，我对于自动控制原理课程中学习的理论知识有了更深一步的实践应用。尽管上学期花了很长时间学习自动控制原理的理论知识，但是，纸上得来终觉浅，真正把理论知识运用到实践中时，我感到自己学到的知识仍然很不扎实，实际应用时碰到的问题比理论学习时的情况更加复杂，在设计校正环节时，也不像做题目时那么理想化。与此同时，我通过几天的实践，对于MATLAB的使用更加熟练，以前只会用MATLAB画bode图，通过这几天的学习，我学会了用Simulink画模型图并进行仿真，而且学会了运用老师提供的程序画渐近对数幅频特性曲线，提高了工作效率。
同时，通过这次课程设计，我感受到了科创的不容易。与科创相比，尽管这只是一次相对容易的课程设计，但我仍然需要花费很多的时间去设计，设计过程是一个不断修正试凑的过程，需要一次次的尝试、摸索与改正。这个过程需要花费很多的时间和精力，有时候还会碰到没有学习过的知识点，因而在设计过程中需要很大的耐心和恒心，不能害怕困难，也不能害怕辛苦，只有耐得住寂寞，沉下心来，才能克服种种困难，取得满意的成果。
哈工大自动控制原理 大作业
自动控制原理 大作业 （设计任务书） 姓名： 院系： 班级： 学号： 5. 参考图5 所示的系统。试设计一个滞后-超前校正装置，使得稳态速度误差常数为20 秒-1，相位裕度为60
度，幅值裕度不小于8 分贝。利用MATLAB 画出 已校正系统的单位阶跃和单位斜坡响应曲线。 + 一．人工设计过程 1.计算数据确定校正装置传递函数 为满足设计要求，这里将超前滞后装置的形式选为 ) 1)(() 1)(1()(2 12 1T s T s T s T s K s G c c ββ++++= 于是，校正后系统的开环传递函数为)()(s G s G c 。这样就有 )5)(1()(lim )()(lim 00++==→→s s s K s sG s G s sG K c c s c s v 205 ==c K 所以 100=c K 这里我们令100=K ，1=c K ，则为校正系统开环传函) 5)(1(100 )(++= s s s s G
首先绘制未校正系统的Bode 图 由图1可知，增益已调整但尚校正的系统的相角裕度为? 23.6504-，这表明系统是不稳定的。超前滞后校正装置设计的下一步是选择一个新的增益穿越频率。由)(ωj G 的相角曲线可知，相角穿越频率为2rad/s ，将新的增益穿越频率仍选为2rad/s ，但要求2=ωrad/s 处的超前相角为? 60。单个超前滞后装置能够轻易提供这一超前角。 一旦选定增益频率为2rad/s ，就可以确定超前滞后校正装置中的相角滞后部分的转角频率。将转角频率2/1T =ω选得低于新的增益穿越频率1个十倍频程，即选择2.0=ωrad/s 。要获得另一个转角频率)/(12T βω=，需要知道β的数值， 对于超前校正，最大的超前相角m φ由下式确定 1 1 sin +-= ββφm 因此选)79.64(20 ==m φβ，那么，对应校正装置相角滞后部分的极点的转角频率为 )/(12T βω=就是01.0=ω，于是，超前滞后校正装置的相角滞后部分的传函为 1 1001 520 01.02.0++=++s s s s 相角超前部分：由图1知dB j G 10|)4.2(|=。因此，如果超前滞后校正装置在2=ωrad/s 处提供-10dB 的增益，新的增益穿越频率就是所期望的增益穿越频率。从这一要求出发，可 以画一条斜率为-20dB 且穿过（2rad/s ，-10dB ）的直线。这条直线与0dB 和-26dB 线的交点就确定了转角频率。因此，超前部分的转角频率被确定为s rad s rad /10/5.021==ωω和。 因此，超前校正装置的超前部分传函为 )1 1.01 2(201105.0++=++s s s s 综合校正装置的超前与之后部分的传函，可以得到校正装置的传递函数)(S G c 。 即) 1100)(11.0() 15)(12(01.02.0105.0)(++++=++++= s s s s s s s s s G c 校正后系统的开环传递函数为
哈工大卫星定位导航原理实验满分报告
卫星定位导航原理实验 班级：1105103班 学号：1110510304 姓名： 同组人： 2014年11月12日
实验一实时卫星位置解算及结果分析 一、实验原理 实时卫星位置解算在整个GPS接收机导航解算过程中占有重要的位置。卫星位置的解算是接收机导航解算（即解出本地接收机的纬度、经度、高度的三维位置）的基础。需要同时解算出至少四颗卫星的实时位置，才能最终确定接收机的三维位置。 对某一颗卫星进行实时位置的解算需要已知这颗卫星的星历和GPS时间。而星历和GPS 时间包含在速率为50比特/秒的导航电文中。导航电文与测距码（C/A码）共同调制L1载频后，由卫星发出。本地接收机相关接收到卫星发送的数据后，将导航电文解码得到导航数据。后续导航解算单元根据导航数据中提供的相应参数进行卫星位置解算、各种实时误差的消除、本地接收机位置解算以及定位精度因子（DOP）的计算等工作。关于各种实时误差的消除、本地接收机位置解算以及定位精度因子（DOP）的计算将在后续实验中陆续接触，这里不再赘述。 卫星的额定轨道周期是半个恒星日，或者说11小时58分钟2.05秒；各轨道接近于圆形，轨道半径（即从地球质心到卫星的额定距离）大约为26560km。由此可得卫星的平均角速度ω和平均的切向速度v s为： ω=2π/(11*3600+58*60+2.05)≈0.0001458rad/s (1.1) v s=rs*ω≈26560km*0.0001458≈3874m/s (1.2) 因此，卫星是在高速运动中的，根据GPS时间的不同以及卫星星历的不同（每颗卫星的星历两小时更新一次）可以解算出卫星的实时位置。本实验同时给出了根据当前星历推算出的卫星在11小时58分钟后的预测位置，以此来验证卫星的额定轨道周期。 本实验另一个重要的实验内容是对卫星进行相隔时间为1s的多点测量（本实验给出了三点），根据多个点的测量值，可以估计Doppler频移。 由于卫星与接收机有相对的径向运动，因此会产生Doppler效应，而出现频率偏移。Doppler频移的直接表现是接收机接收到的卫星信号不恰好在L1（1575.42MHz）频率点上，而是在L1频率上叠加了一个最大值为±5KHz左右的频率偏移，这就给前端相关器进行频域搜索，捕获卫星信号带来了困难。如果能够事先估计出大概的Doppler频偏，就会大大减小相关器捕获卫星信号的难度，缩短捕获卫星信号的时间，进而缩短接收机的启动时间。GPS 接收机的启动时间是衡量接收机性能好坏的重要参数之一，而卫星信号的快速捕获，缩短接收机的启动时间也是目前GNSS业界的热点问题。 本实验中Doppler频移的预测与后续《可视卫星位置预测》实验是紧密联系的，可视卫星位置预测中也包括对Doppler频移的预测。本实验将给出根据卫星位置和本地接收机的初始位置预测Doppler频移的方法。 有了卫星位置和本地接收机的初始位置，就可以根据空间两点间的距离公式，得出卫星距接收机的距离d。记录同一卫星在短时间t内经过的两点的空间坐标S1和S2，就可以分别得到这两点距接收机的距离d1和d2。只要相隔时间t取的较小（本实验取t=1s），|d1-d2|/t 就可以近似认为是卫星与接收机在t时间内的平均相对径向运动速度，再将此速度转换为频率的形式就可以得到大致的Doppler频移。 设本地接收机的初始位置为R（x r，y r，z r），记录的卫星两点空间坐标为S1（x1，y1，z1）、S2（x2，y2，z2），相隔时间为t，卫星与接收机平均相对径向运动速度为v d，光速为c，Doppler 频移为f d，则Doppler频移预测的具体公式如下所示： d1=[(x1-x r)2+(y1-yr)2+(z1-z r)2]1/2 (1.3) d2=[(x2-x r)2+(y2-y r)2+(z2-z r)2]1/2(1.4)
《综合课程设计》教学大纲(完整资料).doc
此文档下载后即可编辑 《综合课程设计》教学大纲 课程名称：综合课程设计 英文名称：Integrated Course Project for Communication Systems 总学时：3周，理论学时：实验学时：学分：3 先修课程要求： 电路分析、模拟电子技术、数字电子技术、高频电子线路、通信原理、FPGA原理与应用、Matlab与通信仿真技术、微机原理与接口技术、单片机技术及应用、计算机网络等 适用专业：通信工程 教学参考书： 樊昌信等编，《通信原理（第六版）》，国防工业出版社，2006年 马淑华等编，《单片机原理及应用》，北京航空航天大学出版社，第1版 褚振勇等编，《FPGA原理与应用》，西安电子科技大学出版社，第2版 谢希仁等编，《计算机网络》，电子工业出版社，第4版 1课程设计在培养方案中的地位、目的和任务 《综合课程设计》是配合本科通信工程专业的专业基础课程《通信原理》、《FPGA原理与应用》、《Matlab与通信仿真分析》、《单片机技术及应用》、《计算机网络》而开设的重要专业实践环节。目的是培养学生科学理论结合实际工程的能力，通
过该课程设计，要求学生在掌握通信基本理论的基础上，运用Matlab、FPGA、NS-2等工具对通信子系统或计算机网络进行仿真与设计，并计算基本性能指标，从而提高学生的综合设计实践能力。 另一方面，也可通过课程设计使学生深入理解单片机的基本原理，硬件结构和工作原理。掌握程序的编制方法和程序调试的方法，掌握常用接口的设计及使用。掌握一般接口的扩展方法及接口的调试过程。为学生将来在通信工程、电子信息工程、测试计量技术及仪器、电子科学与技术及其它领域应用单片机技术打下良好基础及应用实践能力。 2 课程设计的基本要求 1. 学习基本设计方法；加深对课堂知识的理解和应用。 2. 完成指定的设计任务和实验任务，理论联系实际，实现书本知识到工程实践的过渡。 3. 学会设计报告的撰写方法。 3 课程设计的内容 1. 无线收发信机部件设计 2. 数字调制与解调器的设计 3. 特殊信号产生器的设计 4. 同步信号提取 5. 编码译码器
哈工大机械原理课程设计
Harbin Institute of Technology 机械原理课程设计说明书 课程名称：机械原理 设计题目：产品包装生产线（方案1） 院系：机电学院 班级： 设计者： 学号： 指导教师： 设计时间：
一、绪论 机械原理课程设计是在我们学习了机械原理之后的实践项目，通过老师和书本的传授，我们了解了机构的结构，掌握了机构的简化方式与运动规律，理论知识需要与实践相结合，这便是课程设计的重要性。我们每个人都需要独立完成一个简单机构的设计，计算各机构的尺寸，同时还需要编写符合规范的设计说明书，正确绘制相关图纸。 通过这个项目，我们应学会如何收集与分析资料，如何正确阅读与书写说明书，如何利用现代化的设备辅助工作。这种真正动手动脑的设计有效的增强我们对该课程的理解与领会，同时培养了我们的创新能力，为以后机械设计课程打下了坚实的基础。 二、设计题目 产品包装生产线使用功能描述 图中所示，输送线1上为小包装产品，其尺寸为长?宽?高=600?200?200，小包装产品送至A处达到2包时，被送到下一个工位进行包装。原动机转速为1430rpm，每分钟向下一工位可以分别输送14，22，30件小包装产品。 产品包装生产线（方案一）功能简图 三、设计机械系统运动循环图 由设计题目可以看出，推动产品在输送线1上运动的是执行构件1，在A处把产品推到下一工位的是执行构件2，这两个执行构件的运动协调关系如图所示。 ?1?1 执行构件一 执行构件二 ?01?02 运动循环图
图中?1 是执行构件1的工作周期，?01 是执行构件2的工作周期，?02是执行构件2的动作周期。因此，执行构件1是做连续往复运动，执行构件2是间歇运动，执行构件2的工作周期?01 是执行构件1的工作周期T1的2倍。执行构件2的动作周期?02则只有执行构件1的工作周期T1的二分之一左右。 四、 设计机械系统运动功能系统图 根据分析，驱动执行构件1工作的执行机构应该具有的运动功能如图所示。运动功能单元把一个连续的单向传动转换为连续的往复运动，主动件每转动一周，从动件（执行构件1）往复运动一次，主动件转速分别为14,22,30rpm 14,22,30rpm 执行机构1的运动功能 由于电动机的转速为1430rpm ，为了在执行机构1的主动件上分别得到14、22、30rpm 的转速，则由电动机到执行机构1之间的总传动比i z 有3种，分别为 i z1= 141430 =102.14 i z2=221430=65.00 i z3=30 1430=47.67 总传动比由定传动比i c 和变传动比i v 两部分构成，即 i z1=i c i v1 i z2=i c i v2 i z3=i c i v3 3种总传动比中i z1最大，i z3最小。由于定传动比i c 是常数，因此，3种变传动比中i v1最大，i v3最小。为满足最大传动比不超过4，选择i v1 =4 。 定传动比为 i c = v1 z1i i =4102.14=25.54 变传动比为 i v2= c z2i i =54.2565=2.55 i v3= c z3i i =54 .2547.67=1.87 传动系统的有级变速功能单元如图所示。 i=4,2.55,1.87 有级变速运动功能单元
哈工大 自动控制原理本科教学要求
自动控制原理本科教学要求 自动控制专业的自动控制原理课程包括自动控制原理Ⅰ和现代控制理论两部分，分两个学期讲授。 《自动控制原理I》教学大纲 课程编号：T1043010 课程中文名称：自动控制原理 课程英文名称： Automatic Control Theory 总学时： 100 讲课学时：88 实验学时：16 习题课学时：0 上机学时： 学分：6.0 授课对象：自动控制专业本科生 先修课程：电路原理、电子技术和电机方面的有关课程；复变函数和线性代数 教材：《自动控制原理》（第三版）李友善主编，国防工业出版社，2005年 参考书：《自动控制原理》（第四版）胡寿松主编，科学出版社，2001年 《Linear Control System Analysis and Design》（第四版）清华大学出版社，2000年 一、课程教学目的： 自动控制原理是控制类专业最重要的一门技术基础课。这门课主要讲解自动控制的基本理论、自动控制系统的分析方法与设计方法。 本课程的主要任务是培养学生掌握自动控制系统的构成、工作原理和各件的作用;掌握建立控制系统数学模型的方法。掌握分析与综合线性控制系统的三种方法：时域法、根轨迹法和频率法。掌握计算机控制系统的工作原理以及分析和综合的方法。了解非线性控制系统的分析和综合方法。建立起以系统的概念、数学模型的概念、动态过程的概念。 通过课程的学习使学生掌握分析、测试和设计自动控制系统的基本方法。结合各种实践环节，进行自动控制领域工程技术人员所需的基本工程实践能力的训练。从理论和实践两方面为学生进一步学习自动控制专业的其他专业课如:过程控制、数字控制、飞行器控制、智能控制、导航与制导、控制系统设计等打下必要的专业技术基础。自动控制原理课程是自动控制专业学生培养计划中承上启下的一个关键环节，因此该课程在自动控制专业的教学计划中占有重要的位置。 二、教学内容及基本要求 第一章控制系统的一般概念（2学时） 本课程的目的及讲授内容，自动控制的基本概念和自动控制系统，开环控制与闭环控制，控制系统的组成，控制系统的基本要求。 第二章控制系统的数学模型（12学时） 控制系统微分方程的建立，传递函数的基本概念和定义，传递函数的性质，基本环节及传递函数，控制系统方框图及其绘制，方框图的变换规则，典型系统的方框图与传递函数，方框图的化简，用梅森增益公式化简信号流图。 第三章线性系统的时域分析（14学时） 典型输入信号，一阶系统的瞬态响应，线性定常系统的重要性质，二阶系统的标准型及其特点，二阶系统的单位阶跃响应，二阶系统的性能指标，二阶系统的脉冲响应，二阶系统的单位速度响应，初始条件不为零时二阶系统的过渡过程。 闭环主导极点的概念，高阶系统性能指标的近似计算。稳定的基本概念和定义，线性系统的稳定条件，劳斯稳定判据。控制系统的稳态误差，稳态误差的计算：泰勒级数法和长除法，控制系统的无静差度，用终值定理计算稳态误差，减小稳态误差的方法 第四章根轨迹法（12学时） 控制系统的根轨迹，绘制根轨迹的基本规则，控制系统的根轨迹分析，参数根轨迹，闭环系统的零极点分布域性能指标 第五章线性系统的频域分析（14学时） 频率特性的概念，典型环节频率特性的极坐标图表示，典型环节频率特性的对数坐标图表示，开环系统的对数频率特性，最小相位系统。v=0、1、2时开环系统的极坐标图，Nyquist稳定判据，用开环系统的Bode图判定闭环系统的稳定性，控制系统的相对稳定性。控制系统的性能指标，二阶系统性能指标间的关系，高阶系统性能指标间的关系，开环对数频率特性和性能指标的关系。 第六章控制系统的综合与校正（14学时） 控制系统校正的基本方法，基本控制规律。相位超前校正网络，用频率特法确定相位超前校正参数，按根轨迹法确定相位超前校正参数。相位滞后网络，用频率特性法确定相位滞后校正参数，按根轨迹法确定相位滞后校正参数。相位滞后-超前校正网络，控制系统的期望频率特性，控制系统的固有频率特性，根据期望频率特性确定串联校正参数。
综合课程设计
可用C++(Visual C++ 6.0),JA V A（JSP，STRUTS），C#(https://www.360docs.net/doc/0312588233.html, ，Visual Studio 2005)，试题目而定。 1、综合购物频道（限最多3人选） 项目描述：是一个在线销售系统，是一个B-C模式的电子商务系统，由前台的B/S模式购物系统和后台的C/S模式的管理系统两部分组成。该电子商务系统可以实现会员注册、浏览商品、查看商品详细信息、选购商品、取消订单和查看订单等功能，前台系统的详细功能。目的：了解项目开发的一个基本流程以及如何运用现行的框架搭建一个大型的综合型系统2、某大型企业内部OA（限最多3人选） 项目描述：采用网络办公自动化系统，不仅能快速提高企业的运作效率，节省大量的办公费用，能全面提升企业的核心竞争力和生产力以及提高工作效率。该企业内部OA系统采用模型组件与WEB技术结合的方式，具有强大的功能，广泛的适用性、可靠安全性和可扩展性。目的：学习运用当前热门的前台技术。 3、产品展示厅（限最多3人选） 项目描述： 在互联网发达的今天，当您想客户宣传自己的产品时，最好的方式是拥有自己的网站，通过网络来传播和展示您的产品信息。产品展示系统，为客户详细介绍自己的产品，提供了一个功能强大的平台。 系统界面友好、功能强大、操作简便，用户可以方便迅速掌握系统的操作。 4人事管理系统（限最多3人选） 项目描述：人事档案完整资料、人事分类管理（员工户口状况、员工政治面貌、员工生理状况、员工婚姻状况、员工合同管理、员工投保情况、员工担保情况）、考勤管理、加班管理、出差管理、人事变动管理（新进员工登记、员工离职登记、人员变更记录）、员工培训管理（员工培训、员工学历）、考核奖惩、养老保险等几大模块。系统具有人事档案资料完备，打印灵活，多样、专业的报表设计，灵活的查询功能等特点。 主要技能：掌握项目的开发流程：需求分析、详细设计、测试等；熟悉VC的多文档的开发技能和技巧；利用ADO技术操作SQL Server数据库；掌握数据库的开发和操作技能。 5、即时通讯系统（限最多3人选） 项目描述：系统采用UDP协议，具有：收发在线和离线消息、添加/删除好友、服务器端存储好友列表、在客户端存储好友资料和聊天记录、添加/删除好友组、可以群发消息、收发文件等功能。 主要技能：掌握项目的开发流程：需求分析、详细设计、测试等；熟悉VC的网络通信的开发技能和技巧，包括：TCP和UDP协议、线程等；利用ADO技术操作SQL Server数据库； 6、推箱子（限最多3人选） 【规则】本游戏的目的就是把所有的箱子都推到目标位置上。箱子只能推动而不能拉动。一次只能推动一个箱子。 经典的推箱子是一个来自日本的古老游戏,目的是在训练你的逻辑思考能力。在一个狭小的仓库中,要求把木箱放到指定的位置,稍不小心就会出现箱子无法移动或者通道被堵住的情况,所以需要巧妙的利用有限的空间和通道~！ 7、贪吃蛇（限最多3人选） 【规则】： A 用键盘的方向键控制蛇的上下左右移动。 B 游戏分为三种难度，SLUG为慢速，每吃一朵花得1分；WORM 为中速，每吃一朵花得2分；PYTHON为快速，每吃一朵花得3分。 C 游戏目标：操纵屏幕上那条可爱的小蛇，在黑框中不停吃花，而每吃一朵
最新哈工大机械设计课程设计
一、传动装置的总体设计 1.1 电动机的选择 1.1.1 选择电动机类型 根据设计要求和工作条件选用Y系列三相鼠笼型异步电动机，其结构为全封闭自扇冷式结构，电压为380 V。 1.1.2 选择电动机容量 根据设计数据，工作机的有效功率为 从电动机到工作机输送带之间的总效率为： 式中，、、、分别为联轴器、轴承、齿轮传动和卷筒的传递效率。由表9.1取=0.99、=0.99、=0.97、=0.97，则 所以电动机所需工作功率为 1.1.3 确定电动机转速 按表2.1推荐的传动比合理范围，二级圆柱齿轮减速器传动比，而工作机卷筒轴的转速为 所以电动机转速的可选范围为 符合这一范围的同步转速有750r/min、1000r/min和1500r/min三种。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量、及价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为1000 r/min的电动机。 根据电动机类型、容量和转速，查表15.1选定电动型号为Y132S-6，其主要性能如下表： 电动机型号 额定功率 /Kw 满载转速 /(r/min) Y132S-6 3 90 2.0 2.0
型号H A B C D E FxGD G K b b1b2AA HA L1 Y132S 132 216 140 89 38 80 10x8 33 12 280 210 135 60 18 475 1.2 计算传动装置总传动比并分配传动比 总传动比为 分配传动比 考虑润滑条件，为使结构紧凑，各级传动比均在推荐值范围内，取，故 1.3 计算传动装置各轴的运动及动力参数 1.3.1 各轴的转速 I轴： II轴： III轴： 卷筒轴： 1.3.2 各轴的输入功率 I轴： II轴： III轴： 卷筒轴： 1.3.3 各轴的输入转矩 电动机的输出转矩T d为
自动控制原理重点总结(哈工大考研)
MATLAB不考 第二章 1.传递函数定义（面试可能要问：重点是零初始条件） 2.简单传递函数建模 3.基本环节及其传递函数（P22）（重点惯性环节、振荡环节） 4.方框图及信号流图的化简 5.非线性特性的线性化当时我们也没考 习题： 1、2、3、4、5、6（a,b,c）、7（a,d,f）、8（b）、9（a）、10（d,e,f）、11(b)、12（a）、16、17、20（a） 第三章（重点） 1.典型输入信号的拉氏变换及Z变换 2.二阶系统的开环、闭环传递函数；闭环系统的特征值分布图 3.一阶、二阶系统的单位阶跃响应、单位脉冲响应曲线图 4.P83式3.4.2和3.4.3要背，图3.4.4重点 5.欠阻尼二阶系统常用性能指标的计算（公式要背，振荡次数计算不常用，了解就可以） 6.改善系统动态性能的简单方法（速度反馈、PD控制） 7.控制系统的稳定性、劳斯稳定判据 8.控制系统的稳态误差的计算（终值定理和动态误差系数都得掌握） 9.减小和消除稳态误差的方法（增大开环放大倍数、串联积分环节、顺馈控制） 习题： 1、2、3、6、7、9、10、12、14、15、16、19、22、23、29、30、34、36、38、39 第四章（重点） 1.根轨迹的概念、绘制规则10条规则（有公式的要记） 2.特殊根轨迹（与负反馈跟轨迹对比记忆），参数根轨迹 3.基于根轨迹法的校正（重点）（幅角条件重点）（过程及公式需要记）（附加开环零点（PD 控制）、串联超前校正、串联迟后校正、串联超前—迟后校正（一般不会考，太复杂）、反馈校正（移动不希望开环极点）） 习题： 1、2、3、5、6、7、8、9、11、14、15、16、17 第五章（重点）（我们当时给Bode图求传递函数是必考的） 1.典型环节的频率特性图（Nyquist图、Bode图、渐近Bode图）（Nichols图不考） 2.控制系统开环Nyquist图、开环渐近Bode图的粗略画法 3.非但未反馈系统的闭环频率特性不考（P226的5.3.5） 4.Nyquist判据（根据Nyquist图判定、根据Bode图判定） 5.稳定裕度——图示（由Nyquist图计算；由Bode图的计算）及具体计算（相角裕度、幅值裕度） 6.怎样根据系统的开环Bode图计算开环放大倍数及稳态误差 7.二阶系统开环频域指标与闭环动态性能指标的关系（教材中p.246的式（5.8.2）、p.246的式（5.8.1）） 8.高阶系统的经验公式（教材中p.249的式（5.8.7）、p.249的式（5.8.8）） 9.教材P251的5.9.4，P252的5.9.8，5.9.9，加个公式 1 sin M γγ =
哈工大导航原理大作业
《导航原理》作业 (惯性导航部分)
一、题目要求 A fighter equipped with SINS is initially at the position of ?35 NL ?122X G Y G Z G ,and three accelerometers, X A ,Y A ,Z A are installed along the axes b X ,b Y ,b Z of the body frame respectively. Case 1:stationary onboard test The body frame of the fighter initially coincides with the geographical frame, as shown in the figure, with its pitching axis b X pointing to the east,rolling axis b Y to the north, and azimuth axis b Z upward. Then the body of the fighter is made to rotate step by step relative to the geographical frame. (1) ?10around b X (2) ?30around b Y (3) ?50-around b Z After that, the body of the fighter stops rotating. You are required to compute the final output of the three accelerometers on the fighter, using both DCM and quaternion respectively,and ignoring the device errors. It is known that the magnitude of gravity acceleration is 2/8.9g s m =. Case 2:flight navigation Initially, the fighter is stationary on the motionless carrier with its board 25m above the sea level. Its pitching and rolling axes are both in the local horizon, and its rolling axis is ?45on the north by east, parallel with the runway onboard. Then the fighter accelerate along the runway and take off from the carrier. The output of the gyros and accelerometers are both pulse numbers,Each gyro pulse is an angular increment of sec arc 1.0-,and each accelerometer pulse is g 6e 1-,with 2/8.9g s m =.The gyro output frequency is 10 Hz,and
综合课程设计报告
综合课程设计报告
摘要 本报告介绍了一个运用c++设计一个个人的记账软件具体过程。实现了添加、查询、删除、修改等功能。能够大致的记录个人的收入支出情况。 开发背景 个人理财在中国得到大众的认可和金融机构的重视是近几年的事情。人们对个人理财的重视程度，与我过市场经济制度不断完善、资本市场的长足发展、金融产品的日趋丰富以及居民总体收入水平的上升等等是分不开的。可是比起发达国家我们的理财观念还远远不足。 可是理财并不困难，并非非要靠个人理财专业人士的建议才能身体力行。只要了解收支状况、设定财务目标、拟定策略、编列预算、执行预算到分析成果这六大步骤，便能够轻松的达成个人的财务管理。至于要如何预估收入掌握支出进而检讨进则有赖于平日的财务记录，也就是需要一款便于记账的软件。 最近越来越多的人具有记账的习惯。家庭、个人的收入支出结构在日益变化，单纯的靠本子记录收入支出无法满足对于收入支出结构的统计分析，因此以个人用户为目标的记账软件应运而生。相应的各种面向家庭以及个人的理财软件也越来越多。可是众多个人理财软件操作专业，对于个人用户而言功能过于强大，分析
数据用语也不易理解。因此开发一个操作简便、统计结果直观并对个人用户理财有参考价值的记账软件无疑能为广大个人用户提供方便。 总而言之，在不久的将来家庭使用理财软件也将成为国内家庭的必须品。能提供简单明了的功能以及操作的记账软件更是被广泛需要。这种软件也会为提升人们的胜过品质发挥它最大的作用。 技术背景 C语言是国内广泛使用的一种计算机语言，学会使用c语言进行程序设计是计算机工作者的一项基本功。对于我们大学生来说，学习这样一门c程序课程更是有必要。此次课程设计我所采用的环境是vc++，使用基本控制结构，如循环和选择，着重实现管理系统的增删改以及查询等典型的功能。程序设计是一门实践性很强的课程，既要掌握概念又要动手编译，更多的是要上机去调试，虽然初学时很麻烦，可是养成习惯后我相信受益匪浅。 开发环境 Vc++，win7. 设计目标 为了满足用户的需要，本系统将实现以下功能： 记录日常收支情况，查找某天的收支情况，插入忘记的收支功
哈工大机械原理课程设计齿轮传动设计大作业20无错版
机械原理课程设计大作业 ——齿轮传动系统20 课程名称：机械原理课程设计 设计题目：齿轮传动系统分析 院系：机电工程学院 班级： 15 设计者： 学号： 115 指导教师：陈 设计时间： 2017年6月
1、设计题目 1.1机构运动简图 1 序号 电机转速（r/min ） 输出轴转速（r/min ） 带传动最大传动比 滑移齿轮传动 定轴齿轮传动 最大传动比 模数 圆柱齿轮 圆锥齿轮 一对齿 轮最大 传动比 模 数 一对齿轮最大传动比 模数 20 970 30 35 40 ≤2.5 ≤4 2 ≤4 3 ≤4 3 2、传动比的分配计算 电动机转速，输出转速min /30=n /35=min /40r n =带传动的最大传动比,滑移齿轮传动的最大传动比 根据传动系统的原始参数可知，传动系统的总传动比为： 333.3230970 1=== n i 714.2735 022=== n i 250.2440 3=== n i
传动系统的总传动比由带传动、滑移齿轮传动和定轴齿轮传动三部分实现。设带传动的传动比为，定轴齿轮传动的传动比为f ，则总传动比 f v p f v p f v p 令则可得定轴齿轮传动部分的传动比为 425.24 *5.2250 .24max max 3=== f i i i 滑移齿轮传动的传动比为 333.5425 .2*5.2max 11== = f p v i i i 571.4425 .2*5.2714 .27max 22== = f p v i i i 设定轴齿轮传动由3对齿轮传动组成，则每对齿轮的传动比为 3、齿轮齿数的确定 根据滑移齿轮变速传动系统中对齿轮齿数的要求，可大致选择齿轮5、6、7、8、9和1042,8,41，9,40,10======1=h ，径向间隙系数25.0=c ，分度圆压力角20=α，实际中心距 mm a 50'=。 根据定轴齿轮变速传动系统中对齿轮齿数的要求，可大致选择齿轮11、12、13和14为高度变位齿轮，其齿数：。它们的齿顶高系数1=h 间隙系数25.0=c ，分度圆压力角20=α,实际中心距mm a 51'=。圆锥齿轮15和16 29,17==1=h ，径向间隙系数，分度 圆压力角为（等于啮合角α）。
哈工大导航原理大作业
哈工大导航原理大作业-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
《导航原理》作业 (惯性导航部分)
一、题目要求 A fighter equipped with SINS is initially at the position of ?35 NL and ?122 EL,stationary on a motionless carrier. Three gyros X G ,Y G ,Z G ,and three accelerometers, X A ,Y A ,Z A are installed along the axes b X ,b Y ,b Z of the body frame respectively. Case 1:stationary onboard test The body frame of the fighter initially coincides with the geographical frame, as shown in the figure, with its pitching axis b X pointing to the east,rolling axis b Y to the north, and azimuth axis b Z upward. Then the body of the fighter is made to rotate step by step relative to the geographical frame. (1) ?10around b X (2) ?30around b Y (3) ?50-around b Z After that, the body of the fighter stops rotating. You are required to compute the final output of the three accelerometers on the fighter, using both DCM and quaternion respectively,and ignoring the device errors. It is known that the magnitude of gravity acceleration is 2/8.9g s m =. Case 2:flight navigation Initially, the fighter is stationary on the motionless carrier with its board 25m above the sea level. Its pitching and rolling axes are both in the local horizon, and its rolling axis is ?45on the north by east, parallel with the runway onboard. Then the fighter accelerate along the runway and take off from the carrier. The output of the gyros and accelerometers are both pulse numbers,Each gyro pulse is an angular increment of sec arc 1.0-,and each accelerometer pulse is g 6e 1-,with 2/8.9g s m =.The gyro output frequency is 10 Hz,and the accelerometer ’s is 1Hz. The output of gyros and accelerometers within 5400s are stored in MATLAB data files named gout.mat and aout.mat, containing matrices gm of 35400? and am of 35400? respectively. The format of data as shown in the tables, with 10 rows of each matrix selected. Each row represents the out of the type of sensors at each sample time.
哈工大综合课程设计――双轴转台设计_图文(精)
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 课程设计说明书(论文 课程名称:综合课程设计 设计题目:双轴测试转台设计 院系:机电工程学院 班级:1108110班 设计者:崔晓蒙 学号:1110811005 指导教师:陈志刚 设计时间:2014年12月 哈尔滨工业大学 目录
第1 章概述 (2 1.1 课程设计的目的 (2 1.2 课程设计的内容 (2 1.3 课程设计的方法和步骤 (2 1.4 转台课程设计的要求 (3 第2 章转台总体设计 (4 2.1 转台结构类型选择 (4 2.2 转台驱动元件选择 (8 2.3 转台测量元件选择 (9 第3 章转台机械结构设计 (10 3.1 轴系设计 (10 3.2 轴与框架的连接 (12 3.3 框架设计 (15 3.4 配重设计 (16 3.5 限位与锁紧装置设计 (17 第4 章转台驱动元件设计 (19 4.1 传动部件设计 (19 4.2 转动惯量计算 (19 4.3 电机力矩计算 (26
第5 章转台测量元件设计 (28 5.1 角度传感器设计 (28 5.2 角速度传感器设计 (31 5.3 限位开关设计 (32 5.4 走线与滑环 (33 第6 章转台装配工作图设计 (34 6.1 装配工作图绘制要求 (34 6.2 装配工作图尺寸标注 (34 6.3 装配工作图上零件序号、明细栏和标题栏的编写 (34 第7 章转台零件工作图设计 (35 7.1 对零件工作图的绘制要求 (35 7.2 转台主要零件工作图 (35 第8 章编写设计计算说明书 (36 8.1 设计计算说明书的内容 (36 8.2 设计计算说明书格式要求 (36 第9 章课程设计的总结和答辩 (39 参考文献 (4 第1章转台功能分析 1.1 功能分解
哈工大机械设计课程设计-带式运输机-二级齿轮
一、传动装置的总体设计 (一)设计题目 课程设计题目：带式运输机传送装置 1.设计数据及要求： 设计的原始数据要求： F=2200N ； d=250mm ； v=s 机器年产量：小批量； 机器工作环境：清洁； 机器载荷特性：平稳； 机器最短工作年限：6年2班。 2.传动装置简图： （二）选择电动机 1.选择电动机的类型 根据参考文献[2]，按工作要求和工作条件选用Y 系列三相笼型异步电动机。全封闭自扇冷式结构，电压为380V 。 2.选择电动机的容量 工作机的有效功率为： KW kW Fv W 98.11000 9 .000221000 P =?= = 从电动机到工作机传送带间的总效率为：
2421234ηηηηη∑ = 式中：1234ηηηη、、、分别为联轴器、轴承、齿轮传动、卷筒的传动效率。联轴器选用弹性联轴器，轴承为角接触球轴承，齿轮为8级精度齿轮，由参考文献[2]表取 。则： 所以电动机所需要的工作功率为： 3.确定电动机转速 按参考文献[2]表推荐的传动比合理范围，二级圆柱齿轮减速器传动比， 而工作机卷筒轴的转速为： 所 以 电 动 机 转 速 的 可选范围为 ： 符合这一范围的同步转速有750 r/min 、1000 r/min 、1500 r/min 三种。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为1000r/min 的电动机，另需要其中电机工作所需额定功率：ed d P P ≥。 根据电动机类型、容量和转速，由参考文献[2]表以及有关手册选定电动机型号为Y132S-6。其主要性能如下表： 电动机型号 额定功率/kW 满载转速 /(r/min) 起动转矩 额定转矩 最大转矩 额定转矩 Y132S-6 3 960 由参考文献[2]表查得电动机的主要安装尺寸及外形尺寸如下： 型号 H A B C D E F ×GD G K Y132S 132 216 140 70 38 80 10×8 33 12 --- b b b h A BB H L
哈工大1系自动控制原理大作业
哈工大自动控制原理大作业
一、设计任务： 在新材料的分析测试工作中，需要在较宽的参数范围内真实再现材料的实际 工作环境。从控制系统的角度出发，可以认为，材料分析设备是一个能准确 跟踪参考输入的伺服系统。该系统的框图如图所示。 7. 继续参考题6给出的系统，试设计一个合适的超前校正网络，使系统的相角裕度为50，调节时间小于4秒（按2%准则），稳态速度误差常数为2秒-1。 二、设计过程： 原传递函数 ()042 (1)(2)(1)(1)2 G s s s s s s s = = ++++ 转折频率为11ω=和22ω=，剪切频率122c ωωω==，画出Bode 图如下：
系统的相位裕度2 18090arctan 2arctan 02 γ=---= 为了满足相位裕度50γ≥ 的条件，需要对系统进行超前补偿。由于要求稳态速度误差常数为2秒-1,所以放大系数K=2，即K 保持不变。 取50γ= ，11 1.3sin sin 50r M γ= == 2 2 1.5(1) 2.5(1)s r r c t M M πω??= +-+-??且要求s t 小于四秒。求得 2.1c ω≥，Mr Mr c 12-≤ωω知50.02≤ω。所以根据设计要求50.02≤ω在Bode 图上进行设计， 取2.02=ω（为了计算方便）求得串联超前校正环节传递函数110 12.0)(++=s s s Gc 并且作图如下：
补偿之后的系统传递函数为) 110 )(12)(1()12.0( 2)()()(++++==s s s s s s Go s Gc s G 相位裕度 18090arctan 22.5arctan 4.5arctan 2.25arctan 0.4150.21γ=-+---= 1 1.3sin 50.21 r M = = ，22 1.5(1) 2.5(1) 3.82s r r c t M M s πω??=+-+-=?? 均满足设计条件。 2、计算机辅助设计： (1)校正前伯德图
哈工大综合课程设计2
哈尔滨工业大学“综合课程设计II”任务书
综合课程设计II 项目总结报告 题目：卧式升降台铣床主传动系统设计 院（系）机电工程学院 专业机械设计制造及其自动化 学生 学号 班号1208108 指导教师 填报日期2015年12月16日 哈尔滨工业大学机电工程学院制 2014年11月
目录1．项目背景分析4 2．研究计划要点与执行情况4 3．项目关键技术的解决4 3.1确定转速系列4 3.2确定结构式4 3.3绘制转速图、传动系统图及核算误差5 4．具体研究内容与技术实现5 4.1确定转速系列5 4.2绘制转速图6 4.3确定变速组齿轮传动副的齿数及定比传动副带轮直径8 4.4绘制传动系统图10 4.5核算主轴转速误差10 4.6传动轴的直径的确定11 4.7齿轮模数的初步计算12 4.8选择带轮传动带型及根数13 5．技术指标分析14 5.1第2扩大组的验证计算14 5.2传动轴2的验算16 5.3主轴组件的静刚度验算18 6.存在的问题与建议21
参考文献22 1．项目背景分析 铣床系指主要用铣刀在工件上加工各种表面的机床。通常铣刀旋转运动为主运动，工件（和）铣刀的移动为进给运动。它可以加工平面、沟槽，也可以加工各种曲面、齿轮等。铣床是用铣刀对工件进行铣削加工的机床。铣床除能铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外，还能加工比较复杂的型面，效率较刨床高，在机械制造和修理部门得到广泛应用。 铣床是一种用途广泛的机床，在铣床上可以加工平面（水平面、垂直面）、沟槽（键槽、T 形槽、燕尾槽等）、分齿零件（齿轮、花键轴、链轮、螺旋形表面（螺纹、螺旋槽）及各种曲面。此外，还可用于对回转体表面、内孔加工及进行切断工作等。铣床在工作时，工件装在工作台上或分度头等附件上，铣刀旋转为主运动，辅以工作台或铣头的进给运动，工件即可获得所需的加工表面。由于是多刃断续切削，因而铣床的生产率较高。简单来说，铣床可以对工件进行铣削、钻削和镗孔加工的机床。 2．研究计划要点与执行情况 本设计机床为卧式铣床，其级数12Z =，最小转数 min 28/min n r =，转速公比为 41.1=?，驱动电动机功率 5.5N kW =。主要用于加工钢以及铸铁有色金属；采用高速钢、硬质合金、陶瓷材料做成的刀具。 第一周：准备图版等工具，齿轮和轴的计算完成，进行初步计算并开始画展开草图。 第二周：完成截面草图，验算、加粗。 第三周：撰写项目总结报告。 3．项目关键技术的解决 3.1确定转速系列 根据已知要求的公比，查表得到系统转速系列： 28 40 56 80 112 160 224 315 450 630 900 1250 r/min 3.2确定结构式 13612322=??