实用自控实验课程表
自控课设_精品文档
目录1.课程设计基本内容 (2)1.1控制系统分析与设计内容 (1)1.2课程设计目的 (2)1.3校正后系统的参数验证 (3)2.设计环境或器材、原理与说明 (2)3．设计过程（步骤）、程序代码 (2)3.1 构建系统的整体Simulink模型 (2)3.2计算校正环节增益系数 (2)3.3绘制校正前开环bode图 (3)3.4求得闭环传递函数进行相关计算 (4)3.4.1计算校正前闭环函数 (4)3.4.2绘制校正前闭环阶跃响应和相关参数 (4)3.5计算校正函数 (6)3.6校正装置的Bode图 (7)3.7确定校正后的结构图 (7)3.8绘制校正后的Bode图进行参数计算 (8)3.8.1编写校正主要程序及子程序 (8)3.8.2运行所得相关参数 (10)3.8.3校正前后各图像对比 (10)3.8.4校正结果分析 (11)4.设计总结 (12)5.参考文献 (13)1.课程设计基本内容本次课程设计主要是对已知单位负反馈系统被控对象的传递函数为G0（s）=400/s(s2+30s=200),进行串联校正设计，要求校正后速度误差常数=10；Wn=13.5rad/s;阻尼比为0.5。
图一系统的Simulink模型1.1控制系统分析与设计内容1）构建系统的整体Simulink模型。
计算校正环节增益系数Kc。
计算该系统的闭环传递函数。
2）判断系统的稳定性：在时域，用阶跃响应测试原系统的稳定性；在频域，分别用至少2种以上的方法，如根轨迹方法、BODE图法、奈奎斯特法，判断系统的稳定性。
3）设计设计校正器：若系统不稳定，进行超前校正器的设计,要求校正后速度误差常数=10；Wn=13.5rad/s;阻尼比为0.5。
1.2课程设计目的1、熟悉MATLAB语言环境和编程方法及SIMULINK仿真软件。
2、熟悉MATLAB在经典控制系统分析中常用命令，进行控制系统地分析。
3、应用SIMULINK对控制系统建立其方块图并进行动态仿真。
PLC实验课程安排表
序号
实验内容
实验目的
节数
增/删
备注
1
正反转Y-△降压启动控制电路
1、掌握基本指令的应用
2、掌握编程思想和方法96题2）
1、掌握基本指令的应用
6
3
工作台自动往返系统（P74题2）
1、掌握基本指令的应用
2、掌握编程思想和方法
6
4
四道加工工序（T指令）
6
9
十字路口交通灯控制
1、掌握移位指令的使用及编程
2、掌握十字路口交通灯控制系统的接线、调试、操作方法
6
10
邮件分拣机控制
1、掌握邮件分拣机控制系统的接线、调试、操作
6
11
变频器功能参数设置与操作
1、了解并掌握变频器面板控制方式与参数的设置
6
1、掌握时间继电器指令T的使用
6
5
四道加工工序（C指令）
1、掌握计数器指令C的使用
6
6
电动机正反转控制（P132题2）
1、基本指令综合运用
6
7
工作台的自动往返运行
1、掌握电机的各种运行方式（自动循环、点动控制、单循环运行方式）
6
8
装配流水线控制
1、掌握左移位指令的使用及编程
2、掌握装配流水线控制系统的接线、调试、操作方法
自动控制原理实验课程教学大纲
本科生课程大纲课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修一、课程介绍1.课程描述：自动控制原理实验是自动化、测控技术及仪器等专业的一门重要的专业基础实验课。
本实验的主要目的是使学生通过实验加强对控制理论的理解和认识；进一步理解自动控制系统的设计和分析方法；学会综合应用所学的工程数学等基础知识，电路、电力电子、电器、微机原理、计算机通信等专业基础知识；在计算机控制应用领域能较熟练地进行应用系统的设计与编程。
本实验也有助于学生从自动控制工程的角度自觉地建立系统的思维方法。
2.设计思路：依照教育部高等学校电子信息与电气学科教学指导委员会与自动化专业教学指导分委员会在2010年12月颁布的《普通高校自动化专业规范》，自动控制原理实验是自动化专业重要的实践课程之一。
本课程是针对自动化专业基础理论课程自动控制原理讲授内容而设置的实践环节，主要内容包括：自动控制系统的基本组成和结构、自动控制系统的性能指标、自动控制系统的特点、自动控制系统的分析（时域法、频域法等）和设计方法等。
以《自动控制原理》课程内容授课顺序为基础，本课程的内容编排顺序为：（1）典型环节的阶跃响应；（2）二阶环节的阶跃响应；（3）控制系统稳定- 1 -性分析；（4）控制系统频率特性测量；（5）连续系统串联校正。
3.课程与其他课程的关系：修读本课程的学生应具备理工科的数理基础，对控制系统有初步的了解和认识。
先修课程：信号与系统，电路原理，模拟电子技术基础后置课程：现代控制理论基础二、课程目标了解自动控制系统的基本组成和结构。
掌握以模拟电路构成控制系统典型环节的方法，学会阶跃响应测量方法，由响应曲线计算典型环节的传递函数。
了解控制系统性能参数及其对控制系统的影响，掌握参数测量和分析方法。
掌握关键参数对系统稳定性影响，学会通过测量对电路对象的控制系统参数获取和分析方法。
了解控制系统及元器件频率特性的物理概念，掌握电路元件及控制系统的频率测量方法。
新自控实验指导书(学时)
自动控制原理实验指导书信息科学与工程学院_________________ 个人资料整理_仅限学习使用labACT自控/计控原理实验机构成labACT自控/计控原理实验机由以下七个模块组成:1•自动控制原理实验模块2•计算机控制原理实验模块3•信号源模块4•控制对象模块5.虚拟示波器模块6•控制对象输入显示模块7. CPU控制模块各模块相互交联关系框图见图A所示：图A 各模块相互交联关系框图自动控制原理实验模块由模拟运算单元及模拟运算扩充库组成，这些模拟运算单元的输入回路和反馈回路上配有多个各种参数的电阻、电容，因此可以完成各种自动控制模拟运算。
例如构成比例环节、惯性环节、积分环节、比例微分环节，PID环节和典型的二阶、三阶系统等。
利用本实验机所提供的多种信号源输入到模拟运算单元中去，再使用本实验机提供的虚拟示波器界面可观察和分析各种自动控制、计算机控制原理实验的响应曲线。
计算机控制原理实验模块由模数转换器，数模转换器，8253定时器，8259中断控制器及模拟运算单元组成。
在CPU的运算和控制下，可完成数字控制实验。
控制对象模块由温度控制模块，直流电机模块和步进电机模块组成。
可实现温度闭环控制实验，直流电机闭环调速实验和步进电机调速实验。
CPU控制模块由十六位微机8088及RS232串口通讯芯片等组成。
CPU控制模块VACT88），位于主实验板的下面，经J1插座与主实验板相联。
表A实验区组成____________________ 一个人资料整理―仅限学习使用.实验一典型环节的模拟研究-.实验要求1、了解和掌握各典型环节模拟电路的构成方法、传递函数表达式及输出时域函数表达式。
2、观察和分析各典型环节的阶跃响应曲线，了解各项电路参数对典型环节动态特性的影响。
三.实验内容及步骤运行LABACT程序，选择自动控制菜单下的线性系统的时域分析下的典型环节的模拟研究中的相应实验工程，就会弹出虚拟示波器的界面，点击开始即可。
《自控原理》教学日历
周数单元学习内容课时掌握内容习题内容实验内容第一周了解课程的内容、大纲、考纲等信息，熟悉网上学习和互动平台1 无无无1第一章第1小节、第一章第2小节2开环、闭环控制系统的基本构成和名词术语；控制系统的分类；控制系统发展的三个理论阶段。
控制系统的三个基本性能要求。
习题1.1-1.6无第二周 2第二章第1小节、第二章第2小节、第二章第3小节3拉氏变换在工程中的意义，掌握图2-1的含义；掌握基本环节的拉氏变换。
拉氏变换的基本性质和定理：微分性质、终值定理拉氏反变换，掌握象函数不重根时的反变换。
习题2.1-2.3无第三周 3第二章第4小节1根据图2-1的含义，求解RLC电路的微分方程。
应用拉氏变换将微分方程转换为代数方程。
求解后再应用反拉氏变换，得到微分方程的解。
其中综合应用了2.2,2.3小节的知识点。
习题2.4无4第三章第1，2小节1了解系统微分方程，掌握传递函数的定义和特性，掌握传递函数与微分方程之间的转换。
了解RLC电路的复阻抗概念。
无无5第三章第3小节1了解系统结构图的要素；了解闭环系统的组成；掌握典型环节的传递函数。
无无第四周5第三章第3小节1掌握系统结构图的化简，包括基本和复杂两类化简。
无无6第三章第4小节1掌握信号流图的基本术语；掌握梅森公式的应用。
完成阶段练习一无7第四章第1小节1掌握线性系统稳定性的概念；了解S平面的基本知识；掌握判断稳定性的充要条件。
无无第五周8第四章第2小节、第四章第3小节2掌握劳斯判据的基本概念及其两种特例的处理。
应用劳斯判据确定系统中待定参数的取值范围；了解相对稳定性无无9第四章第4小节1掌握典型的测试输入信号及其传递函数；掌握一阶系统的典型结构；掌握一阶系统时间常数的定无无义。
第六周10第四章第5小节、第四章第6小节3掌握二阶系统典型的结构，及开环对象和闭环对象的传递函数；掌握主要参数；了解其单位阶跃响应曲线。
掌握二阶系统动态性能指标的计算；掌握主要参数与性能指标之间的相互关系。
控制系统综合实验具体安排表(2)
7月20号收报告
刘远红
讲师
自12-7
高宏宇
讲师
7月7号下午集中授课
7月11号上午（辅导）
7月17号下午（辅导）
7月20号收报告
杨莉
讲师
自12-8
霍凤财
副教授
7月7号下午集中授课
7月11号下午（辅导）
7月18号上午（辅导）
7月20号收报告
张彦生
讲师
自12-9
王婷婷
讲师
7月7号下午集中授课
7月20号收报告
姜寅令
讲师
自12-4
霍凤财
副教授
7月7号下午集中授课
7月9号下午（辅导）
7月16号上午（辅导）
7月20号收报告
任伟建
教授
自12-5
康朝海
副教授
7月7号下午集中授课
10号上午（辅导）
7月16号下午（辅导）
7月20号收报告
关学忠
教授
自12-6
董长义
高工
7月7号下午集中授课
7月10号下午（辅导）
7月14号上午（辅导）
7月18号下午（辅导）
7月20号收报告
董宏丽
副教授
控制系统综合实验具体安排表
1．7月7号下午2：00在主C101（班级1-5，主讲教师：霍凤财）、主C102（班级：6-9，主讲教师：康朝海）讲解课程设计具体要求和注意事项。
2．各班级课程设计报告提交给各班第一指导教师（已标红）。
控制系统综合实验
自12-1
王婷婷
讲师
7月7号下午集中授课
7月8号上午（辅导）
7月14号下午（辅导）
7月20号收报告
自动控制综合实训课程设计说明书 精品
自动控制综合实训课程设计说明书专业：电气工程及其自动化目录第一部分电气线路安装调试技能训练 (3)技能训练题目一:三相异步电动机的可逆双重连锁控制 (3)一.课题分析 (3)二.设计电气原理图 (4)三.设计电气安装接线图 (5)图1-1-2 电气安装接线图 (5)四.设备清单 (6)五.故障现象及故障分析 (6)技能训练题目二:星-----三角降压启动控制 (8)一.课题分析 (8)二.设计电气原理图 (8)三.设计电气安装接线图 (9)图1-2-2 电气安装接线图 (10)四.设备清单 (11)五.故障现象及故障分析 (11)电气线路安装调试技能训练小结 (13)一．电气原理图的绘制要求 (13)二.电气接线图的绘制要求 (13)三.电器安装、接线的工艺要求 (14)四.实训线路发生的故障及排除办法 (14)第二部分PLC电气控制系统设计 (16)一.课题分析 (16)二、设计主电路 (17)三、设计PLC的I/O分配表 (18)四、设计PLC的I/O接线图 (19)五、设计功能图 (20)六、设计梯形图 (22)七、小结 (26)第三部分基础知识培训 (29)一、电工基础知识 (29)二、钳工基础知识 (29)三、电气安全技术与文明生声及环境保护知识 (29)四、质量管理知识及相关法律与法规知识 (29)参考文献 (30)第一部分电气线路安装调试技能训练技能训练题目一:三相异步电动机的可逆双重连锁控制一、课题分析（一）课题要求设计三相异步电机可逆双重联锁控制电气原理图、电气安装接线图；按设计图纸工艺接线，即按横平竖直原则走线，每元件出线需做直角（出线距离6~8厘米），不得背线、跳线、反圈及露铜过多，接线不得松动，保持排线美观；能排查自己或老师设置的故障，并列写故障分析。
（二）课题分析由接触器控制的三相异步电动机可逆双重连锁控制电路的实质上是两个方向相反的单向运行电路的组合。
为了避免正反向同时工作引起电源相间短路，必须在这两个运行电路中加设互锁装置，保证同时只能有一个电路工作。
《自动控制原理》实验课程教学大纲
《自动控制原理》实验课程教学大纲《自动控制原理》实验课程教学大纲课程代码： TELE2004 课程学分：3课程名称（中/英）：自动控制原理Principles of Automatic Control课程学时： 54 实验学时：9适用专业：信息、电子及通信实验室名称：开放实验室一、课程简介：本课程主要学习自动控制系统分析与设计的基本原理与基本方法，包括系统数学模型的建立，控制系统的分析的时域分析法、根轨迹法以及频域分析法，控制系统设计的根轨迹法及频率响应法。
通过课程的学习，同学们能理解并掌握系统传递函数的概念，各项动态性能指标的定义与求法，稳定性的概念与判别，稳态误差及稳态误差系数的求解。
本课程的教学目标是让用学们能够掌握反馈控制系统的经典理论与方法，并能运用这些知识建立系统的数据模型，分析系统的动态性能指标，确定系统的稳定性与控制精度，并可以进行小型控制系统的设计与改进。
本课程包含47学时的课程教学，讲授系统建模、时域分析、根轨迹、频率响应与系统设计等内容。
本课程还包含一个9学时的实验项目，同学们将自行设计并实现一个小型控制系统，该实验将完全按照工程项目的执行方式进行的。
二、实验项目及学时分配序号项目名称实验类型学时分配每组人数必修/选修设计性 9 1 必修1 小型控制系统（角位移、位移、温度可选）设计与实现三、实验内容及教学要求实验项目1：小型控制系统（角位移、位移、温度可选）设计与实现1.教学内容与传统意义下的课程实验不同，这是一个项目型实验，意味着你必须执行一个小型的项目。
有若干个项目题目可供选择，该项目需要在上课学期内完成。
项目在学期中间发布，你必须在学期未进入考试周之前完成全部工作。
This is a project oriented lab, which means that you are required to carry out a small-scale project rather than a conventional lab. You will be supplied with several candidate projects to choose one as your objective project to carry out in the same semester when the course is given. You will have the project issued in the mid-semester and are required to complete it before entering examination weeks of the semester.与普通的实验不同，项目的执行通常需要经历若干阶段，也会需要更长的实现周期。
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1、2
节
实验一信号时域分析
自动化1０
（1，２）
典型环节及其阶跃响应
自动化10
(6，7）
第
3、４
节
实验一典型环节的阶跃响应
电科10
（1,２）
典型环节及其阶跃响应
电气１0
（６,7)
典型环节及其阶跃响应
电气10
(8，9)
实验一信号时域分析
自动化10
（２,3）
典型环节及其阶跃响应
自动化１0
（8,９）
下
午
第
自动化1０
(5）
实验室主任:易晓郑系(部)教学主任:2012年9月10日
注：1、空格中要填写的内容包括实验项目名称和专业班级。
2、此表按学期填报,一式三份，其中一份上报设备科,另外两份分别由系、实验室妥善保存。
河南理工大学实验课课程表
实验室名称：电信中心实验室２012-2０１3学年第1学期 第4周
星期一
星期二
星期三
星上
午
第
1、２
节
典型环节ＭATLAB分析
自动化1０
（6,7)
第
３、4
节
典型环节MATLAB分析
电气１0
（6,7）
典型二阶系统的时域响应和稳定性判断
电科1０
（1,2)
典型环节MATＬAB分析
电气１0
（8,9）
典型环节MAＴLAB分析
自动化10
（8,９）
下
午
第
5、6
节
典型环节及其阶跃响应
星期三
星期四
星期五
星期六
星期日
上
午
第
1、2
节
实验二线性系统时域分析
自动化１0
（1，２)
二阶系统阶跃响应分析
自动化１０
（6，7）
第
３、4
节
二阶系统MＡＴLＡB分析
电气10
（6,7)
实验三线性系统的根轨迹绘制
电科１0
(１，２)
二阶系统MATLAB分析
电气10
（８，９)
实验二线性系统时域分析
自动化1０
(3,4)
自动化1０
（6,７）
第
７
节
二阶系统阶跃响应分析
电气10
（3，4)
实验三连续信号的频域分析
自动化1０
(8,９）
晚
上
二阶系统阶跃响应分析
电气１０
（5)
实验三连续信号的频域分析
自动化１０
（5）电仪10-1
实验室主任:易晓郑系（部）教学主任：20１２年９月1０日
注：1、空格中要填写的内容包括实验项目名称和专业班级。
--实用自控实验课程表
———————————————————————————————— 作者:
———————————————————————————————— 日期:
河南理工大学实验课课程表
实验室名称：电信中心实验室２０12－20１3学年第1学期 第3周
星期一
星期二
星期三
星期四
星期五
星期六
星期日
上
午
河南理工大学实验课课程表
实验室名称:电信中心实验室２０12－201３学年第１学期 第８周
星期一
星期二
星期三
星期四
星期五
星期六
星期日
上
午
第
1、2
节
实验三连续信号的频域分析
自动化10
（1，2）
第
3、4
节
实验三连续信号的频域分析
自动化10
(３,4）
下
午
第
5、6
节
二阶系统阶跃响应分析
电气１0
（1,2)
实验三连续信号的频域分析
自动化10
（5）
实验室主任：易晓郑系(部)教学主任:2012年9月 １0日
注：1、空格中要填写的内容包括实验项目名称和专业班级。
2、此表按学期填报，一式三份，其中一份上报设备科，另外两份分别由系、实验室妥善保存。
河南理工大学实验课课程表
实验室名称：电信中心实验室２0１2-2013学年第1学期 第7周
（1，2)
二阶系统瞬态响应和稳定性分析
电气本12
(1，2)
系统分析和仿真训练
电仪09
（1,2）
二阶系统MＡＴLAB分析
自动化10（1，2）
第
７
节
典型环节ＭＡTＬＡB分析
电气10
(3,4）
线性系统的根轨迹
电信10
（３,4）
二阶系统瞬态响应和稳定性分析
电气本12
(3,4）
系统分析和仿真训练
电仪０9
(2,3）
星期一
星期二
星期三
星期四
星期五
星期六
星期日
上
午
第
1、2
节
二阶系统MＡTＬAB分析
自动化10（6,7）
第
3、４
节
线性系统的根轨迹
电气10
(6，7）
线性系统的根轨迹
电气1０
(８,9）
二阶系统MATＬAＢ分析
自动化1０(8,9)
下
午
第
5、6
节
典型环节MATＬAＢ分析
电气1０
(1,2）
线性系统的根轨迹
电信１０
电信10
（1，2)
典型环节及其阶跃响应
电气本12
(1，３）
典型环节MＡTLＡB分析
自动化1０
(1，2)
第
7
节
典型环节及其阶跃响应
电信10
（3,4)
典型环节及其阶跃响应
电气本１2
(3，4）
典型环节MATＬAB分析
自动化10
(３,４)
晚
上
典型环节及其阶跃响应
电信10
（5)
典型环节MATLAB分析
自动化1０
二阶系统MATLAB分析
自动化1０(３,4）
晚
上
典型环节ＭAＴLAB分析
电气1０
(５）
线性系统的根轨迹
电信１０
(５）
二阶系统MＡTLAB分析
自动化1０（５)
实验室主任：易晓郑系(部）教学主任：2０12年9月10日
注:1、空格中要填写的内容包括实验项目名称和专业班级。
2、此表按学期填报,一式三份,其中一份上报设备科，另外两份分别由系、实验室妥善保存。
2、此表按学期填报,一式三份，其中一份上报设备科,另外两份分别由系、实验室妥善保存。
(5）
实验室主任:易晓郑系(部)教学主任：2012年９月1０日
注：1、空格中要填写的内容包括实验项目名称和专业班级。
2、此表按学期填报,一式三份，其中一份上报设备科,另外两份分别由系、实验室妥善保存。
河南理工大学实验课课程表
实验室名称：电信中心实验室2０12-2013学年第1学期 第6周
星期一
星期二
二阶系统MATＬAＢ分析
电信１０
（3，4)
典型环节MATＬＡB分析
电气本１2
（３,４)
实验二线性系统时域分析
自动化10
（８,９）
二阶系统阶跃响应分析
自动化10
（3，4）
晚
上
典型环节及其阶跃响应
电气1０
(5)
二阶系统ＭATLAB分析
电信10
(5）
实验二线性系统时域分析
自动化１0
(5)电仪10-１
二阶系统阶跃响应分析
5、6
节
MATLAB程序设计
电仪09
(1,2)
实验一信号时域分析
自动化１０
(6,7）
典型环节及其阶跃响应
自动化１0
(１,2）
第
7
节
MＡＴLAB程序设计
电仪０９
(2,3）
实验一信号时域分析
自动化10
(8,9）
典型环节及其阶跃响应
自动化10
(３，４）
晚
上
实验一信号时域分析
自动化1０
(5）电仪１0-1
典型环节及其阶跃响应
二阶系统阶跃响应分析
自动化10
(8，９）
下
午
第
5、6
节
典型环节及其阶跃响应
电气１0
（1，２）
二阶系统ＭAＴLAB分析
电信10
(1,2）
典型环节MATＬAＢ分析
电气本１2
(1，２）
实验二线性系统时域分析
自动化１0
（6,7)
二阶系统阶跃响应分析
自动化１0
(1,２）
第
7
节
典型环节及其阶跃响应
电气１０
(3,4）