自动控制系统实训报告

课程设计

自动控制系统实训报告

第一章：实训内容-----------------------------------------------------------3 第二章: 实训目的----------------------------------------------------------3 第三章：实训的重点及难点----------------------------------------------3 第四章：S7-300PLC的硬件组成的有关内容-------------------------4 第五章：实训的有关课题设计-------------------------------------------6 第六章：实训感想---------------------------------------------------------21

第一章实训内容

1．西门子S7-300PLC及STEP 7编程软件简介；

2．用S7-300PLC实现电机正停反控制并调试；

3．用S7-300PLC实现自动往返电机正反转控制并调试；

4．用S7-300PLC实现电机Y-Δ降压起动控制并调试；

5．西门子6RA70全数字直流调速系统基本调试；

6．S7-200PLC与MM440变频器联机完成运料机自动控制并调试；

7．S7-200PLC与MM440变频器联机完成搅拌机自动控制并调试；

8．用S7-300PLC、6RA70全数字直流调速系统及MM44O变频器组成PROFIBUS 网络，实现网络通讯控制。

第二章实训目的

1．学习和掌握S7-300PLC的硬件结构、安装配置及模块特性等相关知识；2．学习和掌握STEP7编程软件的使用方法、程序设计、硬件组态及S7-300PLC 的实践应用；

3．复习西门子6RA70全数字直流调速系统基本调试步骤；

4．掌握S7-200PLC和MM440变频器联机实现交流变频调速的实践应用；5．掌握S7-300PLC、6RA70全数字直流调速系统及MM44O变频器组成PROFIBUS网络的方法，实现联网控制并调试。

第三章重点、难点

1．S7-300PLC的硬件结构、模块类型；

2．STEP7编程软件的硬件组态方法及定时器、计数器指令；

3．S7-300PLC仿真器的使用及程序仿真调试方法；

4．S7-300PLC网络及调试方法。

第四章S7-300PLC的硬件组成

4.1 简介组成S7-300可编程控制器需要表中的部件。

导轨导轨上可以安装电源、CPU、IM和最多八个信号模板。

电源电源的输出是24VDC，有2A、5A和10A三种型号。输出电压是隔离的，并具有短路保护，不带负载时输出稳定。一个LED用来指示电源是否正

常，当输出电压过载时，LED指示灯闪烁。用选择开关来选择不同的

供电电压：120V 和230V。

中央处理器 CPU 的前面板有如下的部件：

?状态和故障指示灯，

?可取下的4位模式开关，

?24V电源的连接，

?连接到编程设备或另一台可编程控制器的多点接口（MPI），

?电池盒，（CPU 312/FM不具备）

?存储器模块盒（CPU 312/FM和314/FM不具备），

接口模板接口模板提供多层组态的能力。

信号模板这些模板根据电压范围或输出电压来选择。每个模板都有一个总线连接器，总线连接器连接背板总线。过程信号连接到前连接器的端

子上。

连接电缆用一个PG 电缆可以直接连接编程设备。

几台可编程控制器之间组网也需要PROFIBUS 电缆和电缆连接器。FM功能模板替换当前智能处理器模板。

CP PROFIBUS 现场总线系统的通讯处理器。

4.2 S7-300硬件组成图

4.3双层机架图

第五章实训有关的课题设计

5.1 用S7-300PLC实现自动往返电机正反转控制的程序

5.1.1设计程序如下：

5.1.2操作说明：

在按下I0.0按钮时，电机开始正转启动，此时电机的反转不启动；当按下I0.2按钮时，点击开始反转启动。按下电机停止按钮，电机停止转动。

5.2 用S7-200PLC与MM440变频器联机完成搅拌机自动控制的程

序及参数设置

一食品搅拌电动机，按下启动按钮后按下图所示控制规律自动循环，先正转后反转，5个循环后自动停止。

n(r/min)

t/s

5.2.1 设计程序如下：

5.2.2 PLC与MM440变频器接线图

5.2.3 PLC的I/O分配表

SB1(启动）I0.6 SB2（停止）I0.7

O 440-5# Q0.0 440-6# Q0.1 440-7# Q0.2 440-8# Q0.3

5.2.4 MM440变频器的设置

（1）除正常电机等参数外，需注意下列参数设置

P003=3 P0010=1 P700=2 P1000=3 P3900=1 （2）再设置下列参数

①P003=3

②固定频率P0701=17 P0702=17 P0703=17

③P0704=1

④P1001=xxHZ P1002=xxHZ P1003=xxHZ

P1004=xxHZ P1005=xxHZ P1006=xxHZ (可正可负）（3）对应关系如下图：

固定频率Q0.2（7#端）Q0.1（6#端）Q0.0（5#端）对应频率所设的参数

1 0 0 1 P1001

2 0 1 0 P1002

3 0 1 1 P1003

4 1 0 0 P1004

5 1 0 1 P1005

6 1 1 0 P1006

5.3 用S7-300PLC、6RA70全数字直流调速系统及MM44O变频器

组成的PROFIBUS网络的硬件组态、控制程序、相关参数设置及调

试过程

5.3.1设计程序如下：

5.3.2S7-300PLC、6RA70全数字直流调速系统以及MM440变频器

组成的PROFIBUS网络的硬件组态：

⑴电源PS 307 5A

⑵CPU 313C—2DP (订货号6ES7313—6CE01—0AB0)

⑶不用

⑷数字量输入DI DI—300 SM321 OI16XDC24V(订货号

6ES7321—1BH02--0AA0)

⑸数字量输入DO DO—300 SM322 DO8XRE1 AC230V(订货号

62—1HF01—0AA0)

⑹联网FROFIBU DP EF200M IM153-1 地址为4

SIMORIG MASTERORI UES/DC MASTER

CBPX 地址为5

PP04：地址256—257

SIMOVERT MICROMASTER (交流电动机地址为6)编译保存

5.3.3相关参数

P051=40 P086=3 断开设置P051=26

P052=3 P082=1 合上打到P051

P076=40 P081=0 设置P051=40

P078=380 P171=100 P052=3

P0100=9.3 P172=-100 P644=3002

P0101=440 P180=200 P648=3001

P102=2.07 P181=-200 P918=5

P103=0.00 等开关打到独立状态打到P25=0.00，将

6RA70设置P051=25 合闸打到P051

电阻接到10欧姆

5.3.4调试过程

A：电动机正转，I0.3后，当按下电动机运行按钮I0.5时，电动机启动并运行在200r/min的转速上，当按下按钮I0.6时，电动机运

行在500r/min的转速上。

B：电动机反转，当按下按钮I0.7时，电动机运行在500r/min的转速上，按下停止按钮，电动机停止运行。

5.4 控制三台电动机

5.4.1 设计程序如下：

5.4.2S7-300PLC、6RA70全数字直流调速系统以及MM440变频

器组成的PROFIBUS网络的硬件组态：

⑴电源PS 307 5A

⑵CPU 313C—2DP (订货号6ES7313—6CE01—0AB0)

⑶不用

⑷数字量输入DI DI—300 SM321 OI16XDC24V(订货号

6ES7321—1BH02--0AA0)

⑸数字量输入DO DO—300 SM322 DO8XRE1 AC230V(订货号

62—1HF01—0AA0)

⑹联网FROFIBU DP EF200M IM153-1 地址为4

SIMORIG MASTERORI UES/DC MASTER

CBPX 地址为5

PP04：地址256—257

SIMOVERT MICROMASTER (交流电动机地址为6)编译，保存

5.4.3相关参数

P003=1 P308=0.28 P003=3

P0010=1 P310=50 P0918=6

P0100=0 P0311=1420 P719=6

P304=380 P064=150

P305=5 P700=6

P307=2.2 P1000=6

5.4.2调试过程

A：电动机正转，I0.3后，当按下电动机运行按钮I0.5时，电动机启动并运行在2000r/min的转速上，当按下按钮I0.6

时，电动机运行在5000r/min的转速上。

B：电动机反转，当按下按钮I0.7时，电动机运行在500r/min 的转速上。

C：电动机正转，当按下电动机运行按钮I0.5后，电动机启动并运行在2000r/min的转速上，要想使交流电动机反转通

过，可进行以下操作：PLC—监视,修改变量—MM122为

负值—修改变量可使电动机反转运行在某一速度值上。

D：按下停止按钮，电动机停止。

自动控制原理课程设计速度伺服控制系统设计样本

自动控制原理课程设计题目速度伺服控制系统设计专业电气工程及其自动化姓名班级学号指引教师机电工程学院 12月

目录一课程设计设计目二设计任务三设计思想四设计过程五应用simulink进行动态仿真六设计总结七参照文献

一、课程设计目：通过课程设计，在掌握自动控制理论基本原理、普通电学系统自动控制办法基本上，用MATLAB实现系统仿真与调试。二、设计任务：速度伺服控制系统设计。控制系统如图所示，规定运用根轨迹法拟定测速反馈系数' k，以 t 使系统阻尼比等于0.5，并估算校正后系统性能指标。三、设计思想：反馈校正：在控制工程实践中，为改进控制系统性能，除可选用串联校正方式外，经常采用反馈校正方式。常用有被控量速度，加速度反馈，执行机构输出及其速度反馈，以及复杂系统中间变量反馈等。反馈校正采用局部反馈包围系统前向通道中一某些环节以实现校正，。从控制观点来看，采用反馈校正不但可以得到与串联校正同样校正效果，并且尚有许多串联校正不具备突出长处：第一，反馈校正能有效地变化

被包围环节动态构造和参数；第二，在一定条件下，反馈校正装置特性可以完全取代被包围环节特性，反馈校正系数方框图从而可大大削弱这某些环节由于特性参数变化及各种干扰带给系统不利影响。该设计应用是微分负反馈校正：如下图所示，微分负反馈校正包围振荡环节。其闭环传递函数为 B G s （）=00t G s 1G (s)K s +（）=22t 1T s T K s ζ+（2+）+1 =22'1T s 21Ts ζ++ 试中，'ζ=ζ+t K 2T ，表白微分负反馈不变化被包围环节性质，但由于阻尼比增大，使得系统动态响应超调量减小，振荡次数减小，改进了系统平稳性。微分负反馈校正系统方框图

自动控制控大作业

SHANGHAI UNIVERSITY 课程项目 MATLAB的模拟仿真实验专业课：自动控制原理学院机自学院专业（大类）电气工程及其自动化姓名学号分工：蒋景超负责MATLAB仿真部分顾玮负责分析结论其它共同讨论

二阶系统性能改善一、要求（1）比例-微分控制与测速反馈控制的传递函数求解（2）性能分析与对比（3）举出具体实例，结合matlab分析二、原理在改善二阶系统性能的方法中，比例-微分控制和测速反馈控制是两种常用的方法。（1）比例-微分控制：比例-微分控制是一种早期控制，可在出现位置误差前，提前产生修正作用，从而达到改善系统性能的目的。图1 比例微分控制系统（2）测速反馈控制：测速反馈控制是通过将输出的速度信号反馈到系统输入端，并与误差信号比较，其效果与比例微分-控制相似，可以增大系统阻尼，改善系统性能。图2测速反馈控制系统 (3)经典二阶控制系统

图3经典二阶控制系统三、实例分析 1、标准传递函数 )2()(G 2n n s s s ζωω+= 22)2()(n n n s s s ωζωω++=Φ 00.2n =ω 15.0=ζ MATLAB 代码： num=[4]; den=[1,0.6,4]; G=tf(num,den); t=0:0.1:10; step(G,t); 图4标准传递函数仿真 2、比例微分控制系统与经典二阶系统比较 22 )2()1()(n n d n d s s s T s ωωζω+++=Φ 2n d d T ωζζ+= 设置d T =0.15 d ξ=0.30 00.2=n ω ξ=0.15 MATLAB 代码：

数字钟设计报告——数字电路实验报告

. 数字钟设计实验报告专业:通信工程 :王婧班级:111041B 学号:111041226 .

数字钟的设计目录一、前言 (3) 二、设计目的 (3) 三、设计任务 (3) 四、设计方案 (3) 五、数字钟电路设计原理 (4) （一）设计步骤 (4) （二）数字钟的构成 (4) （三）数字钟的工作原理 (5) 六、总结 (9) １

一、前言此次实验是第一次做EDA实验，在学习使用软硬件的过程中，自然遇到很多不懂的问题，在老师的指导和同学们的相互帮助下，我终于解决了实验过程遇到的很多难题，成功的完成了实验，实验结果和预期的结果也是一致的，在这次实验中，我学会了如何使用Quartus II软件，如何分层设计点路，如何对实验程序进行编译和仿真和对程序进行硬件测试。明白了一定要学会看开发板资料以清楚如何给程序的输入输出信号配置管脚。这次实验为我今后对 EDA的进一步学习奠定了更好的理论基础和应用基础。通过本次实验对数电知识有了更深入的了解，将其运用到了实际中来，明白了学习电子技术基础的意义，也达到了其培养的目的。也明白了一个道理：成功就是在不断摸索中前进实现的，遇到问题我们不能灰心、烦躁，甚至放弃，而要静下心来仔细思考，分部检查，找出最终的原因进行改正，这样才会有进步，才会一步步向自己的目标靠近，才会取得自己所要追求的成功。２

二、设计目的 1.掌握数字钟的设计方法。 2熟悉集成电路的使用方法。 3通过实训学会数字系统的设计方法； 4通过实训学习元器件的选择及集成电路手册查询方法； 5通过实训掌握电子电路调试及故障排除方法； 6熟悉数字实验箱的使用方法。三、设计任务设计一个可以显示星期、时、分、秒的数字钟。要求： 1、24小时为一个计数周期； 2、具有整点报时功能； 3、定时闹铃（未完成）四、设计方案一个基本的数字钟电路主要由译码显示器、“时”，“分”，“秒”计数器和定时器组成。干电路系统由秒信号发生器、“时、３

自动控制系统课程设计报告说明书

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：自动控制理论课程设计设计题目：直线一级倒立摆控制器设计院系：电气学院电气工程系班级：设计者：学号：指导教师：设计时间：2016.6.6-2016.6.19 手机：工业大学教务处

*注：此任务书由课程设计指导教师填写。

直线一级倒立摆控制器设计摘要：采用牛顿—欧拉方法建立了直线一级倒立摆系统的数学模型。采用MATLAB 分析了系统开环时倒立摆的不稳定性，运用根轨迹法设计了控制器，增加了系统的零极点以保证系统稳定。采用固高科技所提供的控制器程序在MATLAB中进行仿真分析，将电脑与倒立摆连接进行实时控制。在MATLAB中分析了系统的动态响应与稳态指标，检验了自动控制理论的正确性和实用性。 0.引言摆是进行控制理论研究的典型实验平台，可以分为倒立摆和顺摆。许多抽象的控制理论概念如系统稳定性、可控性和系统抗干扰能力等，都可以通过倒立摆系统实验直观的表现出来，通过倒立摆系统实验来验证我们所学的控制理论和算法，非常的直观、简便，在轻松的实验中对所学课程加深了理解。由于倒立摆系统本身所具有的高阶次、不稳定、多变量、非线性和强耦合特性，许多现代控制理论的研究人员一直将它视为典型的研究对象，不断从中发掘出新的控制策略和控制方法。本次课程设计中以一阶倒立摆为被控对象，了解了用古典控制理论设计控制器(如PID控制器)的设计方法和用现代控制理论设计控制器(极点配置)的设计方法，掌握MATLAB仿真软件的使用方法及控制系统的调试方法。 1.系统建模一级倒立摆系统结构示意图和系统框图如下。其基本的工作过程是光电码盘1采集伺服小车的速度、位移信号并反馈给伺服和运动控制卡，光电码盘2采集摆杆的角度、角速度信号并反馈给运动控制卡，计算机从运动控制卡中读取实时数据，确定控制决策(小车运动方向、移动速度、加速度等)，并由运动控制卡来实现该控制决策，产生相应的控制量，使电机转动，通过皮带带动小车运动从而保持摆杆平衡。图1 一级倒立摆结构示意图

北京邮电大学数字电路实验报告

北京邮电大学数字电路与逻辑设计实验实验报告实验名称：QuartusII原理图输入法设计与实现学院：北京邮电大学班级：姓名：学号：

一．实验名称和实验任务要求实验名称：QuartusII原理图输入法设计与实现实验目的：⑴熟悉用QuartusII原理图输入法进行电路设计和仿真。 ⑵掌握QuartusII图形模块单元的生成与调用； ⑶熟悉实验板的使用。实验任务要求：⑴掌握QuartusII的基础上，利用QuartusII用逻辑门设计实现一个半加器，生成新的半加器图像模块。 ⑵用实验内容（1）中生成的半加器模块以及逻辑门实现一个全加器，仿真验证其功能，并能下载到实验板上进行测试，要求用拨码开关设定输入信号，发光二级管显示输出信号。 ⑶用3线—8线译码器（74L138）和逻辑门实现要求的函数：CBA F+ C + =,仿真验证其 + B C B A A A B C 功能，，并能下载到实验板上进行测试，要求用拨码开关设定输入信号，发光二级管显示输出信号。二．设计思路和过程半加器的设计实现过程：⑴半加器的应有两个输入值，两个输出值。 a表示加数，b表示被加数，s表示半加和， co表示向高位的进位。

⑵由数字电路与逻辑设计理论知识可知 b a s ⊕=;b a co ?= 选择两个逻辑门：异或门和与门。a,b 为异或门和与门的输入，S 为异或门的输出，C 为与门的输出。 (3)利用QuartusII 仿真实现其逻辑功能，并生成新的半加器图形模块单元。 (4)下载到电路板，并检验是否正确。全加器的设计实现过程：⑴全加器可以由两个半加器和一个或门构成。全加器有三个输入值a,b,ci ，两个输出值s,co ：a 为被加数，b 为加数，ci 为低位向高位的进位。 ⑵全加器的逻辑表达式为： c b a s ⊕⊕= b a ci b a co ?+?⊕=)( ⑶利用全加器的逻辑表达式和半加器的逻辑功能，实现全加器。用3线—8线译码器（74L138）和逻辑门设计实现函数 CBA A B C A B C A B C F +++= 设计实现过程：⑴利用QuartusII 选择译码器（74L138）的图形模块

自动控制原理课程设计报告

成绩：自动控制原理课程设计报告学生姓名：黄国盛班级：工化144 学号：201421714406 指导老师：刘芹设计时间：2016.11.28-2016.12.2

目录 1.设计任务与要求 (1) 2.设计方法及步骤 (1) 2.1系统的开环增益 (1) 2.2校正前的系统 (1) 2.2.1校正前系统的Bode图和阶跃响应曲线 (1) 2.2.2MATLAB程序 (2) 3.3校正方案选择和设计 (3) 3.3.1校正方案选择及结构图 (3) 3.3.2校正装置参数计算 (3) 3.3.3MATLAB程序 (4) 3.4校正后的系统 (4) 3.4.1校正后系统的Bode图和阶跃响应曲线 (4) 3.4.2MATLAB程序 (6) 3.5系统模拟电路图 (6) 3.5.1未校正系统模拟电路图 (6) 3.5.2校正后系统模拟电路图 (7) 3.5.3校正前、后系统阶跃响应曲线 (8) 4.课程设计小结和心得 (9) 5.参考文献 (10)

1.设计任务与要求题目2：已知单位负反馈系统被控制对象的开环传递函数 ()() 00.51K G s s s =+用串联校正的频率域方法对系统进行串联校正设计。任务：用串联校正的频率域方法对系统进行串联校正设计，使系统满足如下动态及静态性能指标：（1）在单位斜坡信号作用下，系统的稳态误差0.05ss e rad <；（2）系统校正后，相位裕量45γ> 。（3）截止频率6/c rad s ω>。 2.设计方法及步骤 2.1系统的开环增益由稳态误差要求得：20≥K ，取20=K ；得s G 1s 5.0201)s(0.5s 20)s (20+=+=2.2校正前的系统 2.2.1校正前系统的Bode 图和阶跃响应曲线图2.2.1-1校正前系统的Bode 图

自动控制系统概要设计

目录 1引言 (3) 1.1编写目的 (3) 1.2背景 (3) 1.3技术简介 (4) https://www.360docs.net/doc/3e18283985.html,简介 (4) 1.3.2SQL Server2008简介 (5) 1.3.3Visual Studio2010简介 (5) 1.4参考资料 (6) 2总体设计 (8) 2.1需求规定 (8) 2.2运行环境 (8) 2.3数据库设计 (8) 2.3.1数据库的需求分析 (9) 2.3.2数据流图的设计 (9) 2.3.3数据库连接机制 (10) 2.4结构 (11) 2.5功能需求与程序的关系 (11) 3接口设计 (12) 3.1用户接口 (12) 3.2外部接口............................................................................................错误！未定义书签。 3.3内部接口............................................................................................错误！未定义书签。4运行设计.....................................错误！未定义书签。 4.1运行模块组合....................................................................................错误！未定义书签。 4.2运行控制............................................................................................错误！未定义书签。 4.3运行时间............................................................................................错误！未定义书签。5测试 (13)

自动控制原理大作业完成版

一、设计任务书设计任务是考虑到飞机的姿态控制问题，姿态控制转换简化模型如图所示，当飞机以4倍音速在100000英尺高空飞行，姿态控制系统的参数分别为： 4,0.1,0.1,0.11 1====a a a K ωεωτ 设计一个校正网络(),s G c 使系统的阶跃响应超调量小于5%，调节时间小于5s （按2%准则）

2、计算机辅助设计（1）simulink仿真框图 Simulink仿真框图双击scope显示图像，观察阶跃相应是否达到指标

放大图像观察超调量为s t s p 7.4%,3==σ满足要求（2）绘制bode 图

校正前的bode图校正后的bode图

（3）绘制阶跃相应曲线校正前的阶跃相应曲线校正后的阶跃相应曲线

三、校正装置电路图前面为放大装置放大25倍，后面为超前补偿电路，它自身的K 为0.1，相乘之后为指标中的2.5，校正装置电路完成1 60 ) 16( 5.2++= s s G c 。四、设计结论设计的补偿网络为1 60 ) 16( 5.2++=s s G c 。经过仿真得出超调量为s t s p 7.4%,3==σ满足要求。五、设计后的心得体会实际的控制系统和我们在书中看到的标准系统差别很大，参数的要求比书中要求相对要苛刻，在设计校正网络的过程中，遇到很多困难超前滞后用根轨迹法无法求出，只能用simulink 画出仿真框图，通过经过一定的计算大概确定某些参数，通过不断地尝试修改，才能最终得到满足指标要求的阶跃相应曲线，很多时候现实中的参数没有书中的参数给的那么简单，会遇到很多难以想象的复杂状况，所以我们学习控制原理关键是学习怎么处理，如何应用好软件来配合完成系统的设计，现代控制理论不能单纯的通过简单的计算得出结论的，需要我们熟练运用软件来辅助设计，这样我们才能设计好一个校正网络。

数字电路实验报告

数字电路实验报告姓名：张珂班级：10级8班学号：2010302540224

实验一：组合逻辑电路分析一．实验用集成电路引脚图 1．74LS00集成电路 2．74LS20集成电路二、实验内容 1、组合逻辑电路分析逻辑原理图如下：

U1A 74LS00N U2B 74LS00N U3C 74LS00N X1 2.5 V J1 Key = Space J2 Key = Space J3 Key = Space J4 Key = Space VCC 5V GND 图1.1组合逻辑电路分析电路图说明：ABCD 按逻辑开关“1”表示高电平，“0”表示低电平；逻辑指示灯：灯亮表示“1”，灯不亮表示“0”。真值表如下： A B C D Y 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 表1.1 组合逻辑电路分析真值表实验分析：由实验逻辑电路图可知：输出X1=AB CD =AB+CD ，同样，由真值表也能推出此方程，说明此逻辑电路具有与或功能。 2、密码锁问题：密码锁的开锁条件是：拨对密码，钥匙插入锁眼将电源接通，当两个条件同时满足时，开锁信号为“1”，将锁打开；否则，报警信号为“1”，则接通警铃。

试分析下图中密码锁的密码ABCD 是什么？密码锁逻辑原理图如下： U1A 74LS00N U2B 74LS00N U3C 74LS00N U4D 74LS00N U5D 74LS00N U6A 74LS00N U7A 74LS00N U8A 74LS20D GND VCC 5V J1 Key = Space J2 Key = Space J3 Key = Space J4 Key = Space VCC 5V X1 2.5 V X2 2.5 V 图 2 密码锁电路分析实验真值表记录如下：实验真值表 A B C D X1 X2 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 表1.2 密码锁电路分析真值表实验分析：由真值表（表1.2）可知：当ABCD 为1001时，灯X1亮，灯X2灭；其他情况下，灯X1灭，灯X2亮。由此可见，该密码锁的密码ABCD 为1001.因而，可以得到：X1=ABCD ，X2=1X 。

温度自动控制系统的设计毕业设计论文

北方民族大学学士学位论文论文题目:温度自动控制系统的设计北方民族大学教务处制

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名：日期：

学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日

液位自动控制系统设计与调试

液位自动控制系统设计与调试 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】

课程设计 2016年6月17日

电气信息学院课程设计任务书课题名称液位自动控制系统设计与调试姓名专业班级学号指导老师沈细群课程设计时间2016年6月6日～2016年6月17日（第15～16周）教研室意见同意开题。审核人：汪超林国汉一.课程设计的性质与目的本课程设计是自动化专业教学计划中不可缺少的一个综合性教学环节，是实现理论与实践相结合的重要手段。它的主要目的是培养学生综合运用本课程所学知识和技能去分析和解决本课程范围内的一般工程技术问题，建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序和方法。通过课程设计使学生得到工程知识和工程技能的综合训练，获得应用本课程的知识和技术去解决工程实际问题的能力。二. 课程设计的内容 1.根据控制对象的用途、基本结构、运动形式、工艺过程、工作环境和控制要求，确定控制方案。 2.绘制水箱液位系统的PLC I/O接线图和梯形图，写出指令程序清单。 3.选择电器元件，列出电器元件明细表。 4.上机调试程序。 5.编写设计说明书。三. 课程设计的要求 1.所选控制方案应合理，所设计的控制系统应能够满足控制对象的工艺要求，并且技术先进，安全可靠，操作方便。

2.所绘制的设计图纸符合国家标准局颁布的GB4728－84《电气图用图形符号》、GB6988－87《电气制图》和GB7159－87《电气技术中的文字符号制定通则》的有关规定。 3.所编写的设计说明书应语句通顺，用词准确，层次清楚，条理分明，重点突出，篇幅不少于7000字。

自动控制大作业

Harbin Institute of Technology 自动控制大作业

哈尔滨工业大学课程设计任务书已知技术参数和设计要求：如图所示的系统，设计一个校正装置，使得稳态误差常数等于50/s，相位裕度为50度，幅值裕度不小于8分贝。利用MATLAB画出已校正系统和未校正系统的单位阶跃响应和单位斜坡响应曲线。

（1）人工设计过程 1数据计算，确定补偿形式校正之前系统的传递函数为()0G s = (1) K S S + ,由题目要求，系统的稳态速度误差常数Kv 为50-1 秒，由公式()0 lim(1) 1 11 e lim ()lim () 50 s ss s s s sE s sG s K Kv →→∞→∞+== == =得开环放大系数为K=50。0G 由放大环节、积分环节和一个惯性环节构成。未校正时系统的幅值穿越频率为 0c w =7.07rad/s 。γ0=180-90-arctan(0c w )=8.05。可见，未加补偿时，系统是稳定的，但是相位裕度不满足要求。由于设计后要求γ=50，而对校正后的幅值穿越频率无要求，若取c w <=0c w ， γ-γ0=41.95，所以可以采用滞后补偿来实现。 2确定补偿装置参数并设计期望的剪切频率补偿装置的传递函数为1 11(s)=1 12 s w Gc s w ++ ,其中21w w β=。原系统的Bode 图以-40Db/dec 穿越0dB 线，有可能满足要求。原系统的转折频率为1rad/s ，令校正后的相位裕度γ（Wc ）=γ0(0c w )+ ?≥50,(其中?为相角余量，取?为-6，即90- arctan(Wc )-6=50，解得Wc =0.67,则1 w =0.067rad/s,再由20lg|()0G jWc |+20lg|β|=0,解得β=0.0223,所以2w =0.0015rad/s 。所以校正装置的传递函数为 11 1110.067(s)=111120.0015 s s w Gc s s w ++=++，校正后的传递函数为()()Ge s Gc s =*()0G s =1 1 500.067 (1)10.0015 s s s s +++ 。

数字电子技术实训报告

数字电子技术实训报告书课程设计题目：利用四位全加器实现四位数据相加设计目录 1题目分析 2设计思路 3电路图及电路原理分析 4电路的初步验证 5电路总设计与实现 6总结与体会 7参考文献

１题目分析：课程设计题目：利用四位全加器实现四位数据相加设计课程设计主要内容：设计要求：通过８个开关分别设置两个四位８４２１BCD码的输入，通过数码管观察电路对任意两个8421BCD码相加后输出。 2设计思路本设计通过八个开关将A3,A2,A1,A0和B3,B2,B1,B0信号作为加数和被加数输入四位串行进位加法器相加，将输出信号 S3,S2,S1,S0和向高位的进位C3通过译码器Ⅰ译码，再将输出的 Y3,Y2,Y1,Y0和X3,X2,X1,X0各自分别通过一个4008译码器，最后分别通过数码管BS204实现二位显示。 BCD码因为从0-9，只有10个有效数字。所以a和b的输入也只有0-9，结果也只能出现0-9。如果结果超过9的范围，比如6+8，0110+1000，结果等于1110，为14，所以BCD码应该显示0001 0100, 所以调整的全加器应该对第一个全加器再加上6，0110，调整之后，1110+0110=0001 0100 为14，结果正确。所以，2个全家器的作用如上。周边电路就是判断结果是否大于9，如果大于，则驱动调整用全加器加6，如果不大于，则第二个全加器加0或者不工作。 8421BCD码实际为2进制的数据表示法。

一个全加器进行a+b计算。另一个全加器对第一个全家器的结果进行修正。从而实现四位全加器的相加。 3电路图及电路原理分析 a.我们在实验中，运用了两片4008芯片。其结构如下 4000系列数字电路,4008,4位二进制超前进位全加器注：4008 4位二进制超前进位全加器该电路包括4对二进制，还有一个最低位的进位输入端；输出端包括4位和输出以及这4位数的进位输出端。 b.4n位的全加器如下图所示，片与片之间按串行方式进位，片内采用超前进位方式。也可增加一个超前进位发生器，使片与片之间也采用超前进位方式。

自动控制课程设计报告终结版

自动控制原理课程设计专业：班级：姓名：学号：指导教师：兰州交通大学自动化与电气工程学院2013 年01月11日

目录控制系统超前校正 (2) 1.问题描述 (2) 1.1设计目的 (2) 1.2设计内容 (2) 1.3超前校正及其特性 (2) 1.4系统参数设计步骤 (4) 2.校正系统设计 (5) 2.1 控制系统的任务要求 (5) 2.2校正前系统分析 (5) 2.3 校正系统的设计与分析 (7) 2.4 校正前后系统比较 (10) 2.5 软件仿真 (11) 2.6 硬件实验模拟电路 (13) 2.7 部分分析题解答 (14)

3. 课程设计总结 (15) 参考文献 (16) 控制系统超前校正 1．问题描述 1.1设计目的（1）了解串联超前校正环节对系统稳定性及过渡过程的影响；（2）掌握用频率特性法分析自动控制系统动态特性的方法；（3）掌握串联超前校正装置的设计方法和参数调试技术；（4）掌握设计给定系统超前校正环节的方法，并用仿真技术验证校正环节理论设计的正确性。（5）掌握设计给定系统超前校正环节的方法，并模拟实验验证校正环节理论设计的正确性。 1.2设计内容已知单位反馈控制系统的开环传递函数为： ()() ()11o K G s s as bs = ++ 设计超前校正装置，使校正后系统满足： 11,,%%v c K cs ds e ωσ--=≥≤ 1.3超前校正及其特性超前校正就是在前向通道中串联传递函数为: ()11 ()()1 c C s aTs G s R s a Ts += =?+ （1-1）通常 a 为分度系数,T 叫时间常数,由式(1-1)可知,采用无源超前网络进行串联校正时,整个系统的开环增益要下降 a 倍,因此需要提高放大器增益交易补偿. 如果对无源超

自动控制原理大作业

自动控制原理大作业学院：航天学院专业：飞行器设计与工程姓名：XX 学号：XXXXXXXXXXX

目录自动控制原理大作业................... 错误!未定义书签。设计任务书............................ 错误!未定义书签。一、设计过程错误!未定义书签。 1.人工设计错误!未定义书签。 2.系统校正前后bode图错误!未定义书签。 3.性能指标验算数据错误!未定义书签。二、计算机辅助设计错误!未定义书签。 1.Simulink仿真框图错误!未定义书签。 2.Bode图错误!未定义书签。 3.校正后的bode图：错误!未定义书签。 4.校正前的bode图错误!未定义书签。

5.阶跃响应曲线错误!未定义书签。校正后阶跃响应曲线.............. 错误!未定义书签。校正前阶跃响应曲线.............. 错误!未定义书签。 6.校正装置电路图错误!未定义书签。三、设计结论错误!未定义书签。四、设计后的心得体会错误!未定义书签。五、参考文献错误!未定义书签。

设计任务书（钻机控制系统）技术要求：增益；阶跃信号输入时超调量22%，调整时间为；阶跃输入且干扰为零时误差为0；干扰为阶跃，输入为0时，稳态响应为。一、设计过程 1.人工设计已知阶跃信号输入时超调量,调整时间根据高阶系统性能指标关系的经验公式可得：，，系统是单位负反馈系统，所以误差信号就是偏差信号E(s)。设和分别为R(s)、D(s)产生的误差信号，那么有

按题目要求解得K=100 代入可知，校正前的开环传递函数为：采用超前补偿即可满足。超前补偿网络公式满足：解得,取，

自动控制原理课程设计-倒立摆系统控制器设计

1 引言支点在下，重心在上，恒不稳定的系统或装置的叫倒立摆。倒立摆控制系统是一个复杂的、不稳定的、非线性系统，是进行控制理论教学及开展各种控制实验的理想实验平台。 1.1 问题的提出倒立摆系统按摆杆数量的不同，可分为一级，二级，三级倒立摆等，多级摆的摆杆之间属于自有连接（即无电动机或其他驱动设备）。对倒立摆系统的研究能有效的反映控制中的许多典型问题：如非线性问题、鲁棒性问题、镇定问题、随动问题以及跟踪问题等。通过对倒立摆的控制，用来检验新的控制方法是否有较强的处理非线性和不稳定性问题的能力。倒立摆的控制问题就是使摆杆尽快地达到一个平衡位置，并且使之没有大的振荡和过大的角度和速度。当摆杆到达期望的位置后，系统能克服随机扰动而保持稳定的位置。 1.2 倒立摆的控制方法倒立摆系统的输入来自传感器的小车与摆杆的实际位置信号，与期望值进行比较后，通过控制算法得到控制量，再经数模转换驱动直流电机实现倒立摆的实时控制。直流电机通过皮带带动小车在固定的轨道上运动，摆杆的一端安装在小车上，能以此点为轴心使摆杆能在垂直的平面上自由地摆动。作用力u平行于铁轨的方向作用于小车，使杆绕小车上的轴在竖直平面内旋转，小车沿着水平铁轨运动。当没有作用力时，摆杆处于垂直的稳定的平衡位置（竖直向下）。为了使杆子摆动或者达到竖直向上的稳定，

需要给小车一个控制力，使其在轨道上被往前或朝后拉动。本次设计中我们采用其中的牛顿－欧拉方法建立直线型一级倒立摆系统的数学模型，然后通过开环响应分析对该模型进行分析，并利用学习的古典控制理论和Matlab /Simulink仿真软件对系统进行控制器的设计，主要采用根轨迹法，频域法以及PID（比例-积分-微分）控制器进行模拟控制矫正。 2 直线倒立摆数学模型的建立直线一级倒立摆由直线运动模块和一级摆体组件组成，是最常见的倒立摆之一，直线倒立摆是在直线运动模块上装有摆体组件，直线运动模块有一个自由度，小车可以沿导轨水平运动，在小车上装载不同的摆体组件。系统建模可以分为两种：机理建模和实验建模。实验建模就是通过在研究对象上加上一系列的研究者事先确定的输入信号，激励研究对象并通过传感器检测其可观测的输出，应用数学手段建立起系统的输入－输出关系。这里面包括输入信号的设计选取，输出信号的精确检测，数学算法的研究等等内容。鉴于小车倒立摆系统是不稳定系统，实验建模存在一定的困难。因此，本文通过机理建模方法建立小车倒立摆的实际数学模型，可根据微分方程求解传递函数。 2.1 微分方程的推导（牛顿力学方法）微分方程的推导在忽略了空气阻力和各种摩擦之后，可将直线一级倒立摆系统抽象成小车和匀质杆组成的系统，如图1所示。做以下假设： M小车质量m摆杆质量 b小车摩擦系数I 摆杆惯量

自动控制原理课程设计报告

自控课程设计课程设计(论文) 设计（论文）题目单位反馈系统中传递函数的研究学院名称Z Z Z Z学院专业名称Z Z Z Z Z 学生姓名Z Z Z 学生学号Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z 任课教师Z Z Z Z Z 设计（论文）成绩

单位反馈系统中传递函数的研究一、设计题目设单位反馈系统被控对象的传递函数为 ) 2)(1()(0 0++= s s s K s G （ksm7） 1、画出未校正系统的根轨迹图，分析系统是否稳定。 2、对系统进行串联校正，要求校正后的系统满足指标：（1）在单位斜坡信号输入下，系统的速度误差系数=10。（2）相角稳定裕度γ>45o , 幅值稳定裕度H>12。（3）系统对阶跃响应的超调量Mp <25%,系统的调节时间Ts<15s 3、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。 4、给出校正装置的传递函数。计算校正后系统的截止频率Wc 和穿频率Wx 。 5、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。 6、在SIMULINK 中建立系统的仿真模型，在前向通道中分别接入饱和非线性环节和回环非线性环节，观察分析非线性环节对系统性能的影响。 7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响（自由发挥）。二、设计方法 1、未校正系统的根轨迹图分析根轨迹简称根迹，它是开环系统某一参数从0变为无穷时，闭环系统特征方程式的根在s 平面上变化的轨迹。 1）、确定根轨迹起点和终点。根轨迹起于开环极点，终于开环零点；本题中无零点，极点为：0、-1、-2 。故起于0、-1、-2，终于无穷处。 2）、确定分支数。根轨迹分支数与开环有限零点数m 和有限极点数n 中大者相等，连续并且对称于实轴；本题中分支数为3条。

PWM温度自动控制系统的设计

《计算机控制技术》课程设计学生姓名：学号：专业班级：电气工程及其自动化（1）班指导教师：二○一二年十月二十九日

目录 1.课程设计目的 (3) 2.课程设计题目和要求 (3) 3.设计内容 (3) 4.设计总结 (10) 4.参考书目 (11) 5.附录

1.课程设计目的通过本课程设计, 主要训练和培养学生的以下能力: (1).查阅资料：搜集与本设计有关部门的资料(包括从已发表的文献中和从生产现场中搜集)的能力； (2).方案的选择：树立既考虑技术上的先进性与可行性,又考虑经济上的合理性,并注意提高分析和解决实际问题的能力； (3).迅速准确的进行工程计算的能力,计算机应用能力； (4).用简洁的文字,清晰的图表来表达自己设计思想的能力。 2.课程设计题目和要求题目：PWM温度自动控制系统的设计要求： 1.要求设计温度控制系统，设定温度为230度，采用电阻丝作为加热器件，要求无余差，超调小，加热速度快。 2.硬件采用51系列单片机，采用固态继电器作为控制元件。 3采用keil c作为编程语言，采用结构化的设计方法。 4.要求用protel设计出硬件电路图。 5画出系统控制框图。 6 画出软件流程图。 3.设计内容 3.1 PID控制原理将偏差的比例，积分和微分通过线性组合构成控制量，用这一控制对被控对象进行控制，这一样的控制器称PID控制器

3.1.1．模拟PID控制原理在模拟控制系统中，控制器最常用的控制规律是PID控制。为了说明控制器 (t)与实际输出信号n(t)进行比的原理，以图1.1的例子说明。给定输入信号n (t)-n(t),经过PID控制器调整输出控制信号u(t),u(t)对目较，其差值e(t)=n 标进行作用，使其按照期望运行。常规的模拟PID控制系统原理框图如同1.2所示。该系统有模拟PID和被控对象组成。图中r(t)是给定的期望值，y(t)是系统的实际输出值，给定值与实际输出值，给定值与实际值构成控制偏差e(t): e(t)作为PID控制的输入，u(t)作为PID控制的输出和被控对象的输入。构成PID和被控对象的输入。构成PID控制的规律为：其中：Kp为控制器的比例系数 Ti为控制器的积分时间，也称积分系数 Td为控制器的未分时间，也称微分系数

北京邮电大学数字电路实验报告

北京邮电大学数字电路与逻辑设计实验实验报告实验名称：QuartusII原理图输入法设计与实现学院：北京邮电大学班级：姓名：学号：

⑵由数字电路与逻辑设计理论知识可知b a s ⊕=;b a co ?= 选择两个逻辑门：异或门和与门。a,b 为异或门和与门的输入，S 为异或门的输出，C 为与门的输出。 (3)利用QuartusII 仿真实现其逻辑功能，并生成新的半加器图形模块单元。 (4)下载到电路板，并检验是否正确。全加器的设计实现过程：⑴全加器能够由两个半加器和一个或门构成。全加器有三个输入值a,b,ci ，两个输出值s,co ：a 为被加数，b 为加数，ci 为低位向高位的进位。 ⑵全加器的逻辑表示式为： c b a s ⊕⊕= b a ci b a co ?+?⊕=)(

自动控制原理课程设计报告

自动控制原理课程设计专业：自动化设计题目：控制系统的综合设计班级：自动化0943 学生姓名：XXX 学号：XX 指导教师：XX 分院院长：XXX 教研室主任：XX 电气工程学院

目录目录第一章课程设计内容与要求分析 (1) 1.1设计内容 (1) 1.2 设计要求 (1) 1.3 Matlab软件 (2) 1.3.1基本功能 (2) 1.3.2应用 (3) 第二章控制系统程序设计 (4) 2.1 校正装置计算方法 (4) 2.2 课程设计要求计算 (4) 第三章利用Matlab仿真软件进行辅助分析 (6) 3.1校正系统的传递函数 (6) 3.2用Matlab仿真 (6) 3.3利用Matlab/Simulink求系统单位阶跃响应 (10) 3.2.1原系统单位阶跃响应 (10) 3.2.2校正后系统单位阶跃响应 (11) 3.2.3校正前、后系统单位阶跃响应比较 (12) 3.4硬件设计 (13) 3.4.1在计算机上运行出硬件仿真波形图 (14) 课程设计心得体会 (16) 参考文献 (18)

第一章课程设计内容与要求分析 1.1设计内容针对二阶系统 )1()(+= s s K s W ，利用有源串联超前校正网络（如图所示）进行系统校正。当开关S 接通时为超前校正装置，其传递函数 11 )(++-=Ts Ts K s W c c α，其中 1 3 2R R R K c += ， 1 ) (13243 2>++ =αR R R R R ，C R T 4=， “-”号表示反向输入端。若Kc=1，且开关S 断开，该装置相当于一个放大系数为1的放大器（对原系统没有校正作用）。 1.2 设计要求 1）引入该校正装置后，单位斜坡输入信号作用时稳态误差1.0)(≤∞e ，开环截止频率ωc’≥4.4弧度/秒，相位裕量γ’≥45°； 2）根据性能指标要求，确定串联超前校正装置传递函数； 3）利用对数坐标纸手工绘制校正前、后及校正装置对数频率特性曲线； c R 2 3

自动控制系统毕业设计..

目录摘要…………………………………………………………………第1章任务要求和方案设计…………………………………… 1.1 任务要求……………………………………………………… 2.1 总体方案确定及元件选择…………………………………….. 2.1.1 总体设计框图……………………………………………… 2.1.2 控制方案确定………………………………...…………… 2.1.3 系统组成……………………………………………… 2.1.4 单片机系统……………………………………….. 2.1.15 D/A转换........................................................................... 2.1.5 晶闸管控制………………………………………... 2.1.6 传感器……………………………………………… 2.1.7 信号放大电路………………………………………. 2.1.8 A/D转换……………………………………………. 2.1.9 设定温度及显示……………………………………. 第2章系统硬件设计……………………….…………………2.1 系统硬件框图……………………………………………2.2 系统组成部分之间接线分析…………………………… 第3章系统软件设计…………………………………………. 3.1程序流程图..…………………………………..…………… 第4章参数计算……………………………..………………... 4.1 系统各模块设计及参数计算 4.1.1、温度采集部分及转换部分

4.1.2、传感器输出信号放大电路部分:........................... 4.1.3、模数转换电路部分:............................ 4.1.4、ADC0804芯片外围电路的设计：....................... 4.1.5、数值处理部分及显示部分:............................. 4.1.6、PID算法的介绍....................................: 4.1.7、A/D转换模块.......................................... 4.1.7、A/D转换模块................................... 4.1.8 单片机基本系统调试............................... 4 .1. 9 注意事项：................................................................ 第5章测试方法和测试结果 5.1 系统测试仪器及设备 5.2 测试方法 5.3 测试结果结束语........................................... 参考文献.…………………………………….……….……………