哈工程自动控制原理校正题型
题型1（重点）
一(15分)设单位负反馈系统的开环传递函数为
)
10625.0)(14.0()(0++=s s s k s G ， 设计串联校正环节)(s G c ，使校正后的满足指标：110-≥s K v ；%18≤p σ；s t s 8.2≤。
[提示：应用根轨迹校正法；若采用频率法校正，指标转换公式如下，
2/124)214(ζζωω-+=n c ；})214(2arctan{2/124ζζζγ++= ]
解：18.0)1/exp(2
=--=ζζπσp ；479.05.0>=ζ；857.23)/(4>==ζωs n t ； 解一：计算闭环主导极点 6.25.12,1j s ±-=；期望特征多项式))(93(2b s s s +++ )
16)(5.2()(0++=s s s K s G ；k K 40=；a s s s G c ++=5.2)(1； 据 ))(93()16)((2b s s s K s a s s +++=+++，解得
6923.3=a ；6923.16=b ；23.150=K 。
动态特性校正后第三个极点为6923.163-=s ； * 543.2)166923.3/(23.150=?=V K ；932.3/==V V K K α；取
03
.0118.002.0103.0932.3)(2++=?+?+=s s s s s G c 。 检验 5.1)6.247.1()6.2382.1()(12-=+-∠-+-∠=∠j j s G c ；开环增益校正几乎不改变闭环极点。 所求校正环节为
)
6923.3)(03.0()5.2)(118.0()(++++=s s s s s G c ；756.340/==K k ； )
10625.0)(1271.0)(1333.33()1475.8(10)(++++=s s s s s s G 。 10=V K 。
解二：指标转换指标： 8.5152>=γ；s rad c /36.24.2>=ω； 10=k 。
计算超前校正需要提供的角度m φ
52515.0arctan 96.0arctan 90180≥+----=m φγ；取 4.1920>=m φ； 04.2)20sin 1/()20sin 1(=-+= α；292.0)(1==-c T ωα；596.0=T α。
1
292.01596.0)(++=
s s s G cc ；428.1|)4.2(|==αj G cc ；9725.2|)4.2(|0=j G ； 11)(++=s T s T s G cz β；102/12|))()((|)1
100101(-=+c c cc j G j G ωωβ；2647.4=β；167.44.2/10==T ； 177.171167.4)(++=s s s G cz ；
)1292.0)(177.17()1596.0)(1167.4()(++++=s s s s s G c ；)1292.0)(177.17)(10625.0)(14.0()1596.0)(1167.4(10)(++++++=s s s s s s s s G ； 检验原设计指标较困难，据根轨迹略图知，闭环系统近似典型二阶系统。
s rad c /4.2=ω， 27.53=γ；524.0=ζ；s rad n /12.3=ω；%5.14=p σ；s t s 45.2=。
满足设计要求。(注重计算步骤，需提到检验步骤，计算误差过大、未提酌情扣分)
题型2
一. 设单位负反馈系统的开环传递函数为
)
10625.0)(15.0()(0++=s s s k s G 设计串联校正环节)(s G c ，使校正后的系统满足下列性能指标：
开环增益110-≥s K v ；剪切频率s rad c /4.2≥ω；相角裕度 52≥γ。 解：超前校正设计，取10=k ，s rad c /4.2=ω；计算需要提供的角度m φ 52515.0arctan 2.1arctan 90180≥+----=m φγ；取 7.2530>=m φ； 3)30sin 1/()30sin 1(=-+= α；241.0)(1==-c T ωα；723.0=T α。 1
241.01723.0)(++=s s s G cc ；732.1|)4.2(|==αj G cc ；638.2|)4.2(|0=j G ； 滞后校正设计，
11)(++=s T s T s G cz β；1102/12|))()((|)1
100101(--≈=+βωωβc c cc j G j G ； 591.4=β；167.44.2/10==T ；1
13.191167.4)(++=s s s G cz ； 所求校正环节及校正后的开环传递函数为 )1241.0)(113.19()1723.0)(1167.4()(++++=
s s s s s G c ； )
1241.0)(113.19)(10625.0)(15.0()1723.0)(1167.4(10)(++++++=s s s s s s s s G ； 检验：设计过程保证，10==k K v ，s rad c /4.2=ω； 8.56=γ；
满足设计要求。(注重计算步骤，需提到检验步骤，计算误差过大、未提检验酌情扣分)
自动控制原理课程设计 超前校正
自动控制原理课程设计 一． 设计题目 1.掌握控制系统的设计与校正方法、步骤。 2.掌握对控制系统的相角裕度、稳态误差、截止频率和动态性能分析。 3.掌握利用matlab 对控制理论内容进行分析。 4.提高大家分析问题解决问题的能力。 二． 题目任务及要求 题目1：已知单位负反馈系统被控制对象的开环传递函数 ()() 10+=s s K s G 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rad e ss 15 1< ； （2）系统校正后，相位裕量 45≥γ。 （3）截止频率s rad c /5.7≥ω。 设单位负反馈系统的开环传递函数为 ) 1()(+=s s K s G 用相应的频率域校正方法对系统进行校正设计，使系统满足如下动态和静态性能： (1) 相角裕度045≥γ； (2) 在单位斜坡输入下的稳态误差为1.0=ss e ； (3) 系统的剪切频率wc <4.4rad/s 。 (4)模值余度h ≥10dB k=10;
num1=[1]; den1=conv([1 0],[1 1]); sys1=tf(k*num1,den1); figure(1); Margin(sys1); hold on figure(2); sys=feedback(sys1,1) step(sys) Transfer function: 10 ------- s^2 + s
未校正前的Bode图 未校正前的的阶跃响应曲线 由图可以看出未经校正的Bode图及其性能指标，还有如图（-2）所示的未校正的系统的阶跃响应曲线。由图（-1）可以看出系统的： 模值稳定余度; h=∞dB; -pi穿越频率：Wg=∞dB； 相角稳定余度为γ=180剪切频率：Wc=3.08rad/s； 由图（-1）可以知道，系统校正前，相角稳定余度=18<45。为满足要求，开环系剪切频率wc=3.08rad/s<4.4rad/s。也未能满足要求。其阶跃曲线如图（-2）其超调量竟达σ%=60%，固原系统需要矫正。 Transfer function: 10 ------------ s^2 + s + 10 h = Inf r = 17.9642 wx = Inf
信号与系统实验题目及答案
第一个信号实验的题目 1实现下列常用信号 （1）(5)u t +；（2）(1)t δ-；（3）cos(3)sin(2)t t +；（4）()[(1)(2)]f t t u t t u t t =?---； （5）0.5()4cos(),010t f t e t t π-=?= 2连续信号的基本运算与波形变换 已知信号2 2,2 1 ()33 t t f t ? -+-≤≤?=???，试画出下列各函数对时间t 的波形： （1）()f t -（2）(2)f t -+（3）(2)f t （4）1 (1)2 d f t dt +（5）(2)t f d ττ-∞-? 3连续信号的卷积运算 实现12()()f t f t *，其中1()f t 、2()f t 从第2个题目中任选3对组合。 4连续系统的时域分析 （1） 描述某连续系统的微分方程为()2()()()2()y t y t y t f t f t ''''++=+，求当输入信号为 2()2()t f t e u t -=时，该系统的零状态响应()y t 。 （2） 已知描述某连续系统的微分方程为2()()3()()y t y t y t f t '''+-=，试用MATLAB 绘出 该系统的冲激响应和阶跃响应的波形。 实验一答案： （1）(5)u t +在MATLAB 软件的输入程序及显示波形如下：
（2）(1)t δ-在MATLAB 软件的输入程序及显示波形如下： （3）cos(3)sin(2)t t +在MATLAB 软件的输入程序及显示波形如下： （4）()[(1)(2)]f t t u t t u t t =?---在MATLAB 软件的输入程序及显示波形如下： （5）0.5()4cos(),010t f t e t t π-=?=在MATLAB 软件的输入程序及显示波形如下：
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。
哈工程机械原理回忆版_2012
今天和寝室的兄弟聊起来考研成绩的事情，又突然想起一直想写个回忆版的试题，呵呵。 有点记不清了，大概地写写吧。 Date：2012.1.27 有更早的大家可以自行斟酌。（我写的大都是我记住的一些内容，很少，聊胜于无吧） 今年大纲上说有选择，其实没有，呵呵，被骗到了。题目的分值分布和之前相似 网上有08和08之前的，我是从同学那里拷的，比较好找。之后因为政策改革，专业课真题不外漏，考完就没。（08以及之前许多学校提供真题的，有些学校现在好像也有） 判断： 和往年的差不多，比较简单。（07以及之前的） 比如：斜齿轮的参数的大小的判断等等。 简答： 1 偏执曲柄滑块机构的结构图，尺寸关系，曲柄存在条件。 2 主动轴匀速转动，从动轴单向连续不匀速转动，试举出两种机构。 3 正变位齿轮系数的变化 4 棘轮传动的一些性质（记不清了，好像是） 5凸轮内容或者齿轮标准安装 6. ** 这里应该是有五道或者六道小题。都比较简单。我记住了第一和第二题，是因为这两个题目出的有点意思。3,4是在写后面的时候记起来的，不知道究竟是不是，但3应该是有的。 第一个题目还有一问是行程H和2a的大小关系。听说工大的课本上有，但是郑文伟树上貌似没有，考场上开始的时候空过去了，后来想了一下，感觉就是三角形存在的条件。 第二个题目，怎么说呢，今天问同学，他说K不等于1的双曲柄可以，我当时没想到，呵呵。另外一种我觉得是椭圆齿轮，这个在课本上提了一些。 ** 计算（大纲里说是计算题，综合题。我做完觉得就是计算题） 1 杆组的自由度 自由度，自己选原动件拆杆组，都很基础。 有三角杆件那种，构成一个件。 有复合铰链。 好像没高副低代。
信号与系统 实验5
黄淮学院电子科学与工程系 《信号与系统》课程验证性实验报告 实验名称 实验五 连续信号与系统的S 域分 析 实验时间 2013年06月12 日 学生姓名 王茂胜 实验地点 070312 同组人员 无 专业班级 电技1001B 1、实验目的 1. 熟悉拉普拉斯变换的原理及性质 2. 熟悉常见信号的拉氏变换 3.了解正/反拉氏变换的MATLAB 实现方法和利用MATLAB 绘制三维曲面图的方法 4. 了解信号的零极点分布对信号拉氏变换曲面图的影响及续信号的拉氏变换与傅氏变换的关系 2、实验主要仪器设备和材料： (1)计算机，方正，1台； (2)MATLAB 仿真软件，7.0以上版本，1套。 3、实验内容和原理： 拉普拉斯变换是分析连续时间信号的重要手段。对于当t ∞时信号的幅值不 衰减的时间信号，即在f(t)不满足绝对可积的条件时，其傅里叶变换可能不存在，但此时可以用拉氏变换法来分析它们。连续时间信号f(t)的单边拉普拉斯变换F(s)的定义为： 0()()st F s f t e dt ∞ -=? 拉氏反变换的定义为： 1 ()()2j st j f t F s e ds j σω σω π+-= ? 显然，上式中F(s)是复变量s 的复变函数，为了便于理解和分析F(s)随s 的变化规律，我们将F(s)写成模及相位的形式：()()()j s F s F s e ?=。其中，|F(s)|为复信号
F(s)的模，而()s ?为F(s)的相位。由于复变量s=σ+j ω，如果以σ为横坐标（实轴），j ω为纵坐标（虚轴），这样，复变量s 就成为一个复平面，我们称之为s 平面。从三维几何空间的角度来看，|()|F s 和()s ?分别对应着复平面上的两个曲面，如果绘出它们的三维曲面图，就可以直观地分析连续信号的拉氏变换F(s)随复变量s 的变化情况，在MATLAB 语言中有专门对信号进行正反拉氏变换的函数，并且利用 MATLAB 的三维绘图功能很容易画出漂亮的三维曲面图。 ①在MATLAB 中实现拉氏变换的函数为： F=laplace( f )对f(t)进行拉氏变换，其结果为F(s) F=laplace (f,v)对f(t)进行拉氏变换，其结果为F(v) F=laplace ( f,u,v)对f(u)进行拉氏变换，其结果为F(v) ②拉氏反变换 f=ilaplace ( F )对F(s)进行拉氏反变换，其结果为f(t) f=ilaplace(F,u)对F(w)进行拉氏反变换，其结果为f(u) f=ilaplace(F,v,u )对F(v)进行拉氏反变换，其结果为f(u) 4、实验方法、步骤： 1. 求出下列函数的拉氏变换式，并用MATLAB 绘制拉氏变换在s 平面的三维曲面图 ① 3()2()5()t t f t e t e t εε--=+ ② ()()(2)f t t t εε=-- ③ 3()sin()()t f t e t t ε-= ④ []()sin()()(2)f t t t t πεε=-- 2. 已知信号的拉氏变换如下，请用MATLAB 画出其三维曲面图，观察其图形特点，说出函数零极点位置与其对应曲面图的关系，并且求出它们所对应的原时间函数f (t )， ①22(3)(3)()(5)(16)s s F s s s -+= -+ ②(1)(3) ()(2)(5) s s F s s s s ++=++ 3. 已知连续时间信号[]()s(2)()(4)f t co t t t πεε=--，请分别求出该信号的拉氏变换()F s 及其傅里叶变换()F j ω，并用MATLAB 绘出()F s 的曲面图及振幅频谱()F j ω的波形，观察()F s 的曲面图在虚轴上的剖面图，并将它与信号的振幅频谱曲线进行比较，分析两者的对应关系。
哈尔滨工程大学机械原理题库
一、是非题，判断下列各题,对的画“√”，错的画“×”（每题2分，共10分） 1、Ⅱ级机构的自由度不能大于2；（×） 2、铰链四杆机构中，若存在曲柄，其曲柄一定是最短杆。（×） 3、当凸轮机构的压力角过大时，机构易出现自锁现象。（√） 4、国产标准斜齿圆柱齿轮的端面齿顶高等于法面齿顶高；（√） 5、棘轮机构和槽轮机构都是间歇运动机构。（√） 1、机构中与机架相联的每个主动件相对机架可以有两个以上的独立运动。（×） 2、摆动导杆机构中的导杆一定具有急回特性（曲柄为原动件）。（√） 3、直动从动件盘形凸轮机构可以用增大基圆半径的方法减小其推程压力角。（√） 4、与标准齿轮相比，负变位齿轮的分度圆变大。（×） 5、标准直齿圆柱齿轮外啮合时，只能有1对轮齿啮合。（×） 1、机构是具有确定运动的运动链。（√） 2、直动从动件盘形凸轮机构中进行合理偏置是为了减小推程压力角和回程压力角。（×） 3、平面四杆机构有无急回特性取决于极位夹角是否大于零。（√） 4、用成形铣刀加工渐开线直齿圆柱齿轮时，一定会发生根切现象。（×） 5、直齿圆锥齿轮的标准模数是指中间截面的模数；（×）
二、单项选择题（每小题2分，共10分） 1、在铰链四杆机构中，取（ B ）杆作为机架，则可得到双摇杆机构。 A ．最短杆； B ．最短杆的对边； C ．最长杆； D ．连杆 2、下列为空间齿轮机构的是（ A ）机构。 A ．圆锥齿轮；B ．人字齿轮； C ．平行轴斜齿圆柱齿轮；D ．直齿圆柱齿轮 3、表征蜗杆传动的参数和几何尺寸关系的平面应为（ C ）。 A ．轴面； B ．端面； C ．中间平面； D ．法面 4、在机构中原动件数目（ B ）机构自由度时，该机构具有确定的运动。 A ．小于；B ．等于；C ．大于；D ．大于等于 5、 作连续往复移动的构件，在行程的两端极限位置处，其运动状态必定是（ C ）。 A ．0=v ，0=a ； B ．0≠v ，0=a ； C ．0=v ，0≠a ； D ．0≠v ，0≠a 。 1、平面连杆机构是由若干构件和（ A ）组成的平面机构。 A ．低副； B ．高副； C ．连杆； D ．零件 2、计算周转轮系传动比时，对应原来周转轮系的“转化机构”应该是（ B ）。 A ．行星轮系； B ．定轴轮系； C ．混合轮系； D ．差动轮系； 3、对于转速较高的凸轮机构，为了减小冲击和振动，从动件运动规律最好采用（ C ）运动规律。 A ．等速； B ．等加速等减速； C ．正弦加速度； D ．余弦加速度。 4、下面哪项不属于齿轮的参数（ D ） A ．齿数； B ．模数； C ．压力角； D ．中心距； 5、机构进行高副低代时每个虚拟构件及其运动副的自由度数应为（ A ）。 A ．-1 ； B ．0 ； C ． +1 ； D ．+2 ； 1、平面低副所受的约束数为( B ) 。 A ．1 ； B ．2 ； C ． 3； D ．4 2、仅用简单的线条和规定的符号代表构件和运动副所绘制的简图称为( B )。 A ．机构运动简图 ；B ．机构示意图；C ．运动线图；D ．机构装配图 3、凸轮机构从动件选用等加速、等减速运动规律的主要缺点是会产生( B )。 A ．刚性冲击 B ．柔性冲击 C ．振动 D ．刚性冲击和柔性冲击 4、轮系运动时，各轮轴线位置都固定不动的称为( D )。 A ．周转轮系 ；B ．混合轮系 ；C ．行星轮系；D ．定轴轮系 5、平面连杆机构中， 当传动角较大时，则机构的( A )。 A ．传动性能较好；B ．传动性能较差；C ．自锁性能好； D ．效率较低。
哈工大机械原理大作业2-凸轮机构设计-22题()
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 机械原理大作业二 课程名称： 机械原理 设计题目： 凸轮机构设计 一．设计题目 设计直动从动件盘形凸轮机构， 凸轮机构原始参数 序号 升程(mm) 升程运动角(o) 升程运 动规律 升程许用压力角（o） 回程运动角（o） 回程运 动规律 回程许用压力角（o） 远休止角 （o） 近休止角 （o） 22 120 90 等加等减速 40 80 等减等加速 70 70 120 二． 凸轮推杆运动规律 1.运动规律（等加速等减速运动） 推程 0450≤≤? 推程 009045≤≤? 2.运动规律（等加速等减速运动） 回程 00200160≤≤? 回程 00240200≤≤? 三．推杆位移、速度、加速度线图及凸轮s d ds -φ 线图 采用VB 编程，其源程序及图像如下： 1.位移： Private Sub Command1_Click() Timer1.Enabled = True '开启计时器 End Sub Private Sub Timer1_Timer() Static i As Single Dim s As Single, q As Single 'i 作为静态变量，控制流程；s 代表位移；q 代表角度 Picture1.CurrentX = 0
Picture1.CurrentY = 0 i = i + 0.1 If i <= 45 Then q = i s = 240 * (q / 90) ^ 2 Picture1.PSet Step(q, -s), vbRed ElseIf i >= 45 And i <= 90 Then q = i s = 120 - 240 * ((90 - q) ^ 2) / (90 ^ 2) Picture1.PSet Step(q, -s), vbGreen ElseIf i >= 90 And i <= 150 Then q = i s = 120 Picture1.PSet Step(q, -s), vbBlack ElseIf i >= 150 And i <= 190 Then q = i s = 120 - 240 * (q - 150) ^ 2 / 6400 Picture1.PSet Step(q, -s), vbBlue ElseIf i >= 190 And i <= 230 Then q = i s = 240 * (230 - q) ^ 2 / 6400 Picture1.PSet Step(q, -s), vbRed ElseIf i >= 230 And i <= 360 Then q = i
信号与系统实验指导书
实验一 常用信号分类与观察 一、实验目的 1、了解单片机产生低频信号源； 2、观察常用信号的波形特点及产生方法； 3、学会使用示波器对常用波形参数的测量。 二、实验内容 1、信号的种类相当的多，这里列出了几种典型的信号，便于观察。 2、这些信号可以应用到后面的“基本运算单元”和“无失真传输系统分析”中。 三、实验原理 对于一个系统特性的研究，其中重要的一个方面是研究它的输入输出关系，即在一特定的输入信号下，系统对应的输出响应信号。因而对信号的研究是对系统研究的出发点，是对系统特性观察的基本手段与方法。在本实验中，将对常用信号和特性进行分析、研究。 信号可以表示为一个或多个变量的函数，在这里仅对一维信号进行研究，自变量为时间。常用信号有：指数信号、正弦信号、指数衰减正弦信号、抽样信号、钟形信号、脉冲信号等。 1、正弦信号：其表达式为)sin()(θω+=t K t f ，其信号的参数：振幅K 、角频率ω、与初始相位θ。其波形如下图所示： 图 1-5-1 正弦信号 2、指数信号：指数信号可表示为at Ke t f =)(。对于不同的a 取值，其波形表现为不同的形式，如下图所示：
图 1-5-2 指数信号 3、指数衰减正弦信号：其表达式为 ?? ? ??><=-)0()sin()0(0)(t t Ke t t f at ω 其波形如下图： 图 1-5-3 指数衰减正弦信号 4、抽样信号：其表达式为： sin ()t Sa t t = 。)(t Sa 是一个偶函数，t = ±π,±2π,…,±n π时，函数值为零。该函数在很多应用场合具有独特的运用。其信号如下图所示：
自动控制原理课程设计题目(1)要点
自动控制原理课程设计题目及要求 一、单位负反馈随动系统的开环传递函数为 ) 101.0)(11.0()(++= s s s K s G k 1、画出未校正系统的Bode 图，分析系统是否稳定 2、画出未校正系统的根轨迹图，分析闭环系统是否稳定。 3、设计系统的串联校正装置，使系统达到下列指标 （1）静态速度误差系数K v ≥100s -1； （2）相位裕量γ≥30° （3）幅频特性曲线中穿越频率ωc ≥45rad/s 。 4、给出校正装置的传递函数。 5、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。计算校正后系统的穿越频率ωc 、相位裕量γ、相角穿越频率ωg 和幅值裕量K g 。 6、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。 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、设单位负反馈随动系统固有部分的传递函数为 ) 2)(1()(++= s s s K s G k 1、画出未校正系统的Bode 图，分析系统是否稳定。 2、画出未校正系统的根轨迹图，分析闭环系统是否稳定。 3、设计系统的串联校正装置，使系统达到下列指标： （1）静态速度误差系数K v ≥5s -1； （2）相位裕量γ≥40° （3）幅值裕量K g ≥10dB 。 4、给出校正装置的传递函数。 5、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。计算校正后系统的穿越频率ωc 、相位裕量γ、相角穿越频率ωg 和幅值裕量K g 。 6、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。 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）。 三、设单位负反馈系统的开环传递函数为 ) 2(4 )(+= s s s G k 1、画出未校正系统的根轨迹图，分析系统是否稳定。 2、设计系统的串联校正装置，要求校正后的系统满足指标： 闭环系统主导极点满足ωn ＝4rad/s 和ξ＝0.5。 3、给出校正装置的传递函数。 4、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。计算校正后系统的穿越频率ωc 、相位裕量γ、相角穿越频率ωg 和幅值裕量Kg 。 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。
信号与系统实验5
信号与系统实验（五） 班级：通信5班姓名：刘贺洋学号：11081515 班级：通信5班姓名：章仕波学号：11081522 1.符号函数的傅里叶变换 (1)下面参考程序和运行结果是信号||2 f- t =的傅里叶变换，分析程序，判 e ) (t 断运行结果正确与否。 syms t; %时间符号 f=exp(-2*abs(t)); %符号函数 F=fourier(exp(-2*abs(t))); subplot(1,2,1); ezplot(f); subplot(1,2,2); ezplot(F); 1（1）图
(2)参考上述程序试画出信号)(32 )(3t u e t f t -=的波形及其幅频特性曲线。 1（2）源程序： syms t ; %时间符号 f=2/3*exp(-3*t)*heaviside(t); %符号函数 F=fourier(f); subplot(1,2,1); ezplot(f); subplot(1,2,2); ezplot(abs(F)); 1（2）图： 2.符号函数的傅里叶变换
(1)下面参考程序是求信号211)(ωω+=j F 的逆傅里叶变换，分析程 序，比较运行结果。 源程序2（1） syms t w; F=1/(1+w^2); f=ifourier(F,t); subplot(1,2,1); ezplot(F); subplot(1,2,2); ezplot(f); 2（1）图： （2）求信号ωωωsin 2)(=j F 的逆傅里叶变换，并用程序验证。
源程序2（2） syms t w; F=2*sin(w)/w; f=ifourier(F,t); subplot(1,2,1); ezplot(F); subplot(1,2,2); ezplot(f); 图2（2）：
自动控制原理校正课程设计-- 线性控制系统校正与分析
自动控制原理校正课程设计-- 线性控制系统校正与分析
课程设计报告书 题目线性控制系统校正与分析 院部名称机电工程学院 专业10电气工程及其自动（单）班级 组长姓名 学号 设计地点工科楼C 214 设计学时1周 指导教师
金陵科技学院教务处制 目录 目录 (3) 第一章课程设计的目的及题目 (4) 1.1课程设计的目的 (4) 1.2课程设计的题目 (4) 第二章课程设计的任务及要求 (6) 2.1课程设计的任务 (6) 2.2课程设计的要求 (6) 第三章校正函数的设计 (7) 3.1设计任务 (7) 3.2设计部分 (7) 第四章系统动态性能的分析 (10) 4.1校正前系统的动态性能分析 (10) 4.2校正后系统的动态性能分析 (13) 第五章系统的根轨迹分析及幅相特性 (16) 5.1校正前系统的根轨迹分析 (16) 5.2校正后系统的根轨迹分析 (18) 第七章传递函数特征根及bode图 (20) 7.1校正前系统的幅相特性和bode图 (20) 7.2校正后系统的传递函数的特征根和bode图 (21) 第七章总结 (23) 参考文献 (24)
第一章 课程设计的目的及题目 1.1课程设计的目的 ⑴掌握自动控制原理的时域分析法，根轨迹法，频域分析法，以及各种补偿（校正）装置的作用及用法，能够利用不同的分析法对给定系统进行性能分析，能根据不同的系统性能指标要求进行合理的系统设计，并调试满足系统的指标。 ⑵学会使用MATLAB 语言及Simulink 动态仿真工具进行系统仿真与调试。 1.2课程设计的题目 已知单位负反馈系统的开环传递函数) 125.0)(1()(0 ++= s s s K s G ，试用频率法 设计串联滞后校正装置，使系统的相角裕量 30>γ，静态速度误差系数 110-=s K v 。
信号与系统实验报告1
学生实验报告 （理工类） 课程名称：信号与线性系统专业班级：M11通信工程 学生学号：1121413017 学生姓名：王金龙 所属院部：龙蟠学院指导教师：杨娟
20 11 ——20 12 学年第 1 学期 金陵科技学院教务处制 实验报告书写要求 实验报告原则上要求学生手写，要求书写工整。若因课程特点需打印的，要遵照以下字体、字号、间距等的具体要求。纸张一律采用A4的纸张。 实验报告书写说明 实验报告中一至四项内容为必填项，包括实验目的和要求；实验仪器和设备；实验内容与过程；实验结果与分析。各院部可根据学科特点和实验具体要求增加项目。 填写注意事项 （1）细致观察，及时、准确、如实记录。 （2）准确说明，层次清晰。 （3）尽量采用专用术语来说明事物。 （4）外文、符号、公式要准确，应使用统一规定的名词和符号。 （5）应独立完成实验报告的书写，严禁抄袭、复印，一经发现，以零分论处。 实验报告批改说明 实验报告的批改要及时、认真、仔细，一律用红色笔批改。实验报告的批改成绩采用百分制，具体评分标准由各院部自行制定。 实验报告装订要求
实验批改完毕后，任课老师将每门课程的每个实验项目的实验报告以自然班为单位、按学号升序排列，装订成册，并附上一份该门课程的实验大纲。
实验项目名称：常用连续信号的表示 实验学时： 2学时 同组学生姓名： 无 实验地点： A207 实验日期： 11.12.6 实验成绩： 批改教师： 杨娟 批改时间： 一、实验目的和要求 熟悉MATLAB 软件；利用MATLAB 软件，绘制出常用的连续时间信号。 二、实验仪器和设备 586以上计算机，装有MATLAB7.0软件 三、实验过程 1. 绘制正弦信号)t Asin t (f 0?ω+=（），其中A=1，πω2=，6/π?=； 2. 绘制指数信号at Ae t (f =），其中A=1，0.4a -=； 3. 绘制矩形脉冲信号，脉冲宽度为2； 4. 绘制三角波脉冲信号，脉冲宽度为4；斜度为0.5； 5. 对上题三角波脉冲信号进行尺度变换，分别得出)2t (f ，)2t 2(f -； 6. 绘制抽样函数Sa （t ）,t 取值在-3π到+3π之间； 7. 绘制周期矩形脉冲信号，参数自定； 8. 绘制周期三角脉冲信号，参数自定。 四、实验结果与分析 1．制正弦信号)t Asin t (f 0?ω+=（），其中A=1，πω2=，6/π?= 实验代码： A=1;
自动控制原理课程设计控制系统的超前校正设计武汉理工大学
额，这个文档是在百度文库花20分下载的，太坑爹了，所以我加了这几个字重新上传了。大家攒点百度币不容易………… 目录 1 超前校正的原理及方法 (2) 何谓校正为何校正 (2) 超前校正的原理及方法 (2) 超前校正的原理 (2) 超前校正的应用方法 (4) 2 控制系统的超前校正设计 (5) 初始状态的分析 (5) 超前校正分析及计算 (8) 校正装置参数的选择和计算 (8) 校正后的验证 (10) 校正对系统性能改变的分析 (14) 3心得体会 (16) 参考文献 (17)
控制系统的超前校正设计 1 超前校正的原理及方法 何谓校正 为何校正 所谓校正，就是在系统中加入一些其参数可以根据需要而改变的机构或装置，是系统整 个特性发生变化。校正的目的是为了在调整发大器增益后仍然不能全面满足设计要求的性能指标的情况下，通过加入的校正装置，是系统性能全面满足设计要求。 超前校正的原理及方法 超前校正的原理 无源超前网络的电路如图1所示。 图1 无源超前网络电路图 r u c u 1 R 2R C
如果输入信号源的内阻为了零，且输出端的负载阻抗为无穷大，则超前网络的传递函数可写为 1()1c aTs aG s Ts += + （2-1） 式中1221R R a R += > , 1212 R R T C R R =+ 通常a 为分度系数，T 叫时间常数，由式（2-1）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。 根据式（2-1），可以得无源超前网络()c aG s 的对数频率特性，超前网络对频率在1/aT 至1/T 之间的输入信号有明显的微分作用，在该频率范围内，输出信号相角比输入信号相角超前，超前网络的名称由此而得。在最大超前交频率m ω处，具有最大超前角m ?。 超前网路（2-1）的相角为 ()c arctgaT arctgT ?ωωω=- （2-2） 将上式对ω求导并令其为零，得最大超前角频率 m ω=1/T a （2-3） 将上式代入（2-2），得最大超前角频率 （2-4） 同时还易知 ''m c ωω= ?m 仅与衰减因子a 有关。a 值越大，超前网络的微分效应越强。但a 的最大值受到超前 网络物理结构的制约，通常取为20左右（这就意味着超前网络可以产生的最大相位超前大约为65度）如果要得大于 的相位超前角，可用两个超前校正网络串联实现，并在串 联的两个网络之间加一个隔离放大器，以消除它们之间的负载效应。 利用超前网络或PD 控制器进行串联校正的基本原理，是利用超前网络或PD 控制器的相角超前特性。只要正确地将超前网络的交接频率1/aT 或1/T 选在待校正系统截止频率的两旁，并适当选择参数a 和T ，就可以使已校正系统的截止频率和相角裕度满足性能指标的要求，从而改善系统的动态性能。使校正后系统具有如下特点：低频段的增益满足稳态精度的要求；中频段对数幅频特性的斜率为-20db/dec ，并具有较宽的频带，使系统具 1 arcsin 12m a arctg a a ?-==+
信号与系统实验五
实验五 低通滤波系统的频率特性分析实验报告 一、实验名称 低通滤波系统的频率特性分析 二、实验目的 （1）观察理想低通滤波器的单位冲击响应与频谱图； （2）观察RC 低通网络的单位冲击响应与频谱图。 三、实验原理 RC 低通滤波电路如图 其系统函数为 ()()()()12211 tan 11j RC RC H RC H RC RC ωωωωωω-= =∠-∠?++ 式中 ()()221 1RC H RC ωω=+ 称为幅频特性； ()() 1tan RC H ωωω-?=- 称为相频特性。 当0ω=，()()1,;H ωω=?当11RC ωτ==时，()12H ω=，()45ω? ?=-；
当ω→+∞时，()0H ω→，()90ω? ?→-。 电路的幅频特性表明，对于同样大小的输入信号，频率越高，输出信号衰减越大；频率越低，输出信号衰减越小或者可以认为无衰减。也就是说，对该电路而言，低频信号比较容易通过，而高频信号则不容易通过，因此这个电路称为低通滤波器。 （1）理想低通的单位冲击响应为()0Sa t t - 函数，幅频特性在通带内为常数，阻带内为零。在截止频率点存在阶越性跳变。相频特性为通过原点斜率为 0t ω- 的直线。 （2）实际物理可实现的RC 低通网络通带阻带存在过渡时间，与RC 时间常数有关，通带阻带也不在完全是常数。相频特性为通过原点的曲线（在原点附近近似为直线）。 四、实验步骤 （1）打开MATLAB 软件，建立一个M 文件。 （2）MATLAB 所在目录的\work 子目录下建立一个名为heaviside 的M 文件，创建子程序函数。 （3）建立一个新的M 文件，编写主程序并保存。 （4）运行主程序，观察理想低通滤波器及实际RC 低通滤波电路的单位冲击响应与频谱图并记录试验结果。 五、实验结果 （1）实验程序 1.子程序（定义阶越函数） function f=heaviside(t) f=(t>0); 2.主程序 %理想低通滤波器的单位冲击响应、幅频特性、相频特性 syms t f w; figure(1) f=sin(t-1)/(t-1); Fw=fourier(f); %傅里叶变换 x=[-20:0.05:20]; fx=subs(f,t,x); subplot(2,1,1); plot(x,fx); %波形图 grid; W=[-4:0.01:4];FW=subs(Fw,w,W); subplot(2,2,3); plot(W,abs(FW)); %幅频特性 grid; xlabel('频率'); ylabel('幅值'); subplot(2,2,4); plot(W,angle(FW)); %相频特性 grid; xlabel('频率'); ylabel('相位');
哈工大机械原理大作业331
Harbin Institute of Technology 大作业设计说明书 课程名称：机械原理 设计题目：齿轮传动设计 院系：机械设计制造及其自动化班级： 设计者： 学号： 指导教师：丁刚 设计时间：2014.5.21 哈尔滨工业大学
一、设计题目 机构运动简图 机械传动系统原始参数 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 121450 44 49 57 ≤2.5 ≤4 2 ≤4 3 ≤4 3 二、传动比的分配计算 电动机转速n=1450r/min，输出转速n1=44 r/min，n2=49 r/min，n3=57 r/min，带 传动的最大传动比=2.5,滑移齿轮传动的最大传动比=4，定轴齿轮传动的最大传动比=4。 有传动系统原始参数可知： 1 1 2 2 3 3 1450 32.95 44 1450 29.95 49 1450 25.43 57 i o i o i o n i n n i n n i n === === === 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m ax p i ，滑移齿轮的传动比为321v v v i i i ，定轴齿轮传动的传动比为f i ，则总传动比 f v p f v p f v p i i i i i i i i i i i i 3max 32max 21max 1=== 其中令max 1v v i i ==4 则可得定轴齿轮传动部分的传动比为 1max max 32.95 3.295 2.54 f p v i i i i = ==? 滑移齿轮传动的传动比 22max 29.95 3.64 2.5 3.295 v p f i i i i = = =? 33max 25.43 3.09 2.5 3.295 v p f i i i i = = =? 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 1.49 d i = 三．齿轮齿数的确定 10 19 8 27 6 35 43.593.09v v v z i z z i z z i z ===== = 令 9 z =17，则 10 z =68，为了使传动质量更好，取 10 z =69. 78277910v z z i z z z z +=+≈+，7z =19则取8z =67 56355910 v z z i z z z z +=+≈+， 5 z =21则取 6 z =65 齿顶高系数*a h =1，径向间隙系数*c =0.25，分度圆压力角α=20°，实际中心距' α=86mm 。 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为角度变位齿轮，15和16为圆锥齿轮，其齿数：==1311z z 15z =17，==1412z z 16z =25。齿顶高系数* a h =1，径向间隙系数* c =0.25，分度圆压力角α=20°
哈工程机械原理题库二
机械原理题库二 一、 判断下述各结论对错，对的画“√”号，错的画“×”号。 1、Ⅱ级机构中，最多允许含有一个Ⅲ级杆组。 （×） 2、机构中速度相同的二点，在速度多边形上的影像是同一点。 （√） 3、斜齿圆柱齿轮的端面齿顶高大于法面齿顶高。 （×） 4 两构件构成高副时，其瞬心一定在接触点上。 （×） 5、机构正行程效率为η，反行程效率为η'，则二者大小关系是1ηη'=-。 （×） 6斜齿圆柱齿轮的端、法面模数的关系为： /cos n t m m β=。 （×） 7对心曲柄滑块机构中，若曲柄为主动件，则滑块的行程速比系数一定等于1。 （√） 8 周转轮系的转化轮系是相对系杆的定轴轮系。 （√） 9从减小飞轮的转动惯量出发，飞轮最好是安装在机器的高速轴上。 （√） 10．满足动平衡条件的刚性转子也满足静平衡条件。 （√） 二、填空题。 1．若由k 个构件（含机架）组成的机构，则其总的瞬心数目为k=n(n-1)/2。平面五杆机构共有10个速度瞬心，其中4个是绝对瞬心。 2．构件是独立的运动单元；零件是独立的制造单元。 3．偏置曲柄滑块机构中，从动件滑块的行程速比系数K 大于1。 4．当曲柄为主动件时，曲柄摇杆机构的最小传动角总是出现在曲柄与机架成一 条直线时。 5．对心曲柄滑块机构，曲柄长为a ，连杆长为b ，则其最小传动角为arccos(a/b)。 6．曲柄摇杆机构的死点位置发生在从动杆与连杆共线位置。 7. 渐开线标准直齿圆柱齿轮分度圆与节圆的区别在于分度圆是齿轮上具有标准 摸数和标准压力角的圆，d=mz ，大小不变
；而节圆是一对齿轮啮合时，两齿轮在节点处相切的一对圆，其大小随安装中心 距的变化而变化''1/(1)r a i =+。 8．刚性转子的静平衡就是要使惯性力之和为零。而刚性转子的动平衡要使惯性 力之和以及惯性力矩之和均为零。 9．作转子静平衡时，至少选一个校正平面（平衡平面）；而动平衡时，至少选 两个校正平面（平衡平面）。 10．渐开线直齿外啮合正传动的一对齿轮，可满足的中心条件是' a a >。 11．斜齿轮的端面压力角t α与法面压力角n α相比较应是t n αα<。 12．铰链四杆机构中，有两个构件长度相等且为最短，其余两构件长度不同，若 取一个最短构件做机架，则得到双摇杆机构。 13．在曲柄滑块机构中。若增大曲柄长度，则滑块行程将增大。 14．一对平行轴斜齿轮传动，其传动比12i 一定等于21/v v z z 。 15． 某锥齿轮齿数为z ，分度圆锥角为ζ ，则当量齿数/cos v z z ζ= 16． 机器周期性速度波动采用飞 轮调节，非周期性速度波动采用调 速 器调节。 17． 对心曲柄滑块机构的极位夹角等0所以没有急回特性。 18． 渐开线直齿圆柱齿轮的连续传动条件是重合度大于或等于1 。 19． 用标准齿条形刀具加工标准齿轮产生根切的原因是齿条形刀具齿顶线超过 极限啮合点。 三、解答下列各题。 1、计算图示机构自由度。
北京理工大学信号与系统实验实验5连续时间系统地复频域分析报告报告材料
实验5 连续时间系统的复频域分析 一、实验目的 1.掌握拉普拉斯变换及其反变换的定义，并掌握MATLAB 实现方法。 2.学习和掌握连续时间系统系统函数的定义及复频域分析方法。 3.掌握系统零极点的定义，加深理解系统零极点分布与系统特性的关系。 二、实验原理与方法 1.拉普拉斯变换 连续时间信号)(t x 的拉普拉斯变换定义为 )1.....(..........)()(dt e t x s X st ? +∞ ∞ --= 拉普拉斯反变换定义为 )2....(..........)(21)(ds e s X j t x j j st ?∞ +∞ -=σσπ 在MATLAB 中，可以采用符号数学工具箱的laplace 函数和ilaplace 函数进行拉氏变换和反拉氏变换。 L=laplace(F)符号表达式F 的拉氏变换，F 中时间变量为t ，返回变量为s 的结果表达式。 L=laplace(F,t)用t 替换结果中的变量s 。 F=ilaplace(L)以s 为变量的符号表达式L 的拉氏反变换，返回时间变量为t 的结果表达式。 F=ilaplace(L,x)用x 替换结果中的变量t 。 除了上述ilaplace 函数，还可以采用部分分式法，求解拉普拉斯逆变换，具体原理如下： 当 X (s )为有理分式时，它可以表示为两个多项式之比： )3.(..........)()()(0 110 11a s a s a b s b s b s D s N s X N N N N M M M M +?+++?++==---- 式（3）可以用部分分式法展成一下形式 )4.....(.............)(2211N N p s r p s r p s r s X -++-+-= 通过查常用拉普拉斯变换对，可以由式（1-2）求得拉普拉斯逆变换。 利用 MATLAB 的residue 函数可以将 X (s )展成式（1-2）所示的部分分式展开式，该 函数的调用格式为：[r,p,k] = residue(b,a) 其中b 、a 为分子和分母多项式系数向量，r 、p 、k 分别为上述展开式中的部分分式系数、极点和直项多项式系数。 2.连续时间系统的系统函数
自动控制原理课程设计
金陵科技学院课程设计目录 目录 绪论 (1) 一课程设计的目的及题目 (2) 1.1课程设计的目的 (2) 1.2课程设计的题目 (2) 二课程设计的任务及要求 (3) 2.1课程设计的任务 (3) 2.2课程设计的要求 (3) 三校正函数的设计 (4) 3.1理论知识 (4) 3.2设计部分 (5) 四传递函数特征根的计算 (10) 4.1校正前系统的传递函数的特征根....... 错误！未定义书签。 4.2校正后系统的传递函数的特征根....... 错误！未定义书签。五系统动态性能的分析.. (13) 5.1校正前系统的动态性能分析 (13) 5.2校正后系统的动态性能分析 (15) 六系统的根轨迹分析 (19) 6.1校正前系统的根轨迹分析 (19) 6.2校正后系统的根轨迹分析 (21) 七系统的奈奎斯特曲线图 (23) 7.1校正前系统的奈奎斯特曲线图 (23) 7.2校正后系统的奈奎斯特曲线图 (244) 八系统的对数幅频特性及对数相频特性 (24) 8.1校正前系统的对数幅频特性及对数相频特性 (25) 8.2校正后系统的对数幅频特性及对数相频特性错误！未定义书签。总结 (267) 参考文献................................ 错误！未定义书签。
绪论 在控制工程中用得最广的是电气校正装置，它不但可应用于电的控制系统，而且通过将非电量信号转换成电量信号，还可应用于非电的控制系统。控制系统的设计问题常常可以归结为设计适当类型和适当参数值的校正装置。校正装置可以补偿系统不可变动部分（由控制对象、执行机构和量测部件组成的部分）在特性上的缺陷，使校正后的控制系统能满足事先要求的性能指标。常用的性能指标形式可以是时间域的指标，如上升时间、超调量、过渡过程时间等（见过渡过程），也可以是频率域的指标，如相角裕量、增益裕量（见相对稳定性）、谐振峰值、带宽（见频率响应）等。 常用的串联校正装置有超前校正、滞后校正、滞后-超前校正三种类型。在许多情况下,它们都是由电阻、电容按不同方式连接成的一些四端网络。各类校正装置的特性可用它们的传递函数来表示，此外也常采用频率响应的波德图来表示。不同类型的校正装置对信号产生不同的校正作用，以满足不同要求的控制系统在改善特性上的需要。在工业控制系统如温度控制系统、流量控制系统中，串联校正装置采用有源网络的形式，并且制成通用性的调节器，称为PID（比例-积分-微分）调节器,它的校正作用与滞后-超前校正装置类同。