自动控制原理课程设计任务书

自动控制原理课程设计任务书
一、基本情况
课程代码：
课程类别：必修课
课程学分：1学分
课程学时：1周
课程对象：自升本11-1、2
二、时间安排
1、选题合理
题目自拟，例如位置随动系统设计、直流电动机调速系统设计、液位控制系统设计等等。

2、每个同学设计内容不可雷同
四、设计说明书内容（以某种位置随动系统为例进行说明）
分章节进行介绍，总体格式如下：
摘要：介绍本课程设计的主要工作，以及达到的目标。

例如：位置随动系统是闭环控制系统，位置指令是经常变化的，并且要求输出量准确跟随给定量的变化，输出响应的快速性、灵活性和准确性成了位置随动系统的主要特征。

在控制系统的分析和设计中，首先建立了系统的数学模型，然后对系统的性能进行分析，绘制出了校正前的频率特性曲线，并对其进行了之后校正，又绘制
出了校正后的频率特性曲线，使系统的性能得到了改善。

目录
…….
第一章：
系统数学模型的建立
要求：1、绘制系统的原理图
例如：
2、说明系统的工作原理 …………..
3、分析各部分电路，求出各个环节的传递函数
例如： （1）自整角机：作为常用的位置检测装置，将角位移或者直线位移转换成模拟
电压信号的幅值或相位。

自整角机作为角位移传感器，在位置随动系统中是成对使用的。

与指令轴相连的是发送机，与系统输出轴相连的是接收机。

12[]s u k k εεθθ
θ=-=
在零初始条件下，拉式变换为 ()u k s εεεθ=
（2）功率放大器： ()[()()]a a t u t k u t u t =-
在零初始条件下，拉式变换为 ()[()()]a a t u s k u s u s =-
（3）两相伺服电动机：
2
2()
()
()m m m
m a d t d t T k u t dt dt
θθ+
=
在零初始条件下，拉式变换为2
()()()m m m a T s s s k u s θ+=
（4）直流测速电动机：
()()m t t
d t u t k dt
θ=
在零初始条件下，拉式变换为()()t t m u s k s s θ=
（5）减速器：
21
()()m t t i θθ=
在零初始条件下，拉式变换为 21
()()m s s i
θθ=
各部分元件传递函数
（1）1()
()()
u s G s k s εεεθ=
=电桥 （1）
（2）2()()()
a a u s G s k u s =
=放大器 （2）
（3）3()
()()
t t m u s G s k s s θ=
=测速机 （3）
（4）4()
()()
(1)
m m a m s k G s u s s T s θ=
=
+电机 （4）
其中 ()m a m a m m e T R J R f C C =+是电动机机电时间常数;
()m m a m m e K C R f C C =+是电动机传递系数
（5）25()1()()
m s G s s i
θθ=
=
减速器 （5）
4、绘出系统的结构框图，求出传递函数 位置随动系统的结构框图
开环传递函数：2
2
5500()(1)40a m m a m t K K K H s T s K K K s
s s
ελ==
+++ （6）
闭环传递函数：2
5500()405500
F s s s =
++ （7）
注：这其中的各个参数值要求自己选择，但是不用做详细说明，之后根据上面两个传递函数可以求出系统的ω、ζ值。

第二章：系统性能的分析
利用传递函数进行下列分析：
1、 分析稳定性，可以选择所学的任何一种方法，例如劳斯判据。

2、 分析快速性（因为随动系统对快速性要求高） 得出分析结果
第三章：系统校正
为了提高快速性对系统进行校正
1、
绘制出校正前的频率特性曲线
图略
得出校正前，截止频率 68.4/c rad s ω=；相角裕度30γ︒=；幅值裕度32.8810h =⨯。

2、 分析得出应该选择什么类型的校正装置，进行校正。

① 利用所学知识求出校正装置的传递函数 ② 绘制出校正后的曲线
③ 根据波特图得出截止频率、相角裕度、幅值裕度。

④对校正前后装置进行比较（例如：校正前，截止频率 68.4/c rad s ω=；相角裕度
30γ︒=；幅值裕度3
2.8810h =⨯。

对开环传递函数进行串联滞后校正，减小未校正系统中
的中、高频幅值，以降低系统截止频率，从而提高相角裕度。

故得到校正后，截止频率41.7/c rad s ω=；相角裕度40.87γ︒=；幅值裕度32.8810h =⨯。

校正后，系统的相角裕
度提高近十度，稳定性变得更好。

）
以上为基本设计步骤，根据不同的选题可以有所偏差，但是必须具备三大内容：建模、性能分析、校正（必有校正前后曲线）。

由于编写匆忙里面的实例仅作参考。

自动化系：。