转子绕线机控制系统的校正设计仿真任务书

指导教师评定成绩：

审定成绩：

自动控制原理

课程设计任务书设计题目：转子绕线机控制系统的校正设计仿真

单位（二级学院）：自动化学院

专业：电气工程与自动化

姓名：周密

学号： 2012212660 指导教师：李鹏华

设计时间：2014年10月

重庆邮电大学自动化学院制

一、设计题目

1.1 设计题目及要求

1.2 设计任务

二、设计报告正文

2.1摘要

2.2设计步骤

1.分析系统的工作原理，进行系统总体设计。//白松其、刘有为2．构成开环系统，并分析器动态响应。//李盼盼

3．测出各环节的放大倍数及其时间常数。//吴杰、庄元

4．对系统进行扰动分析。//邓振扬

5．比较开环时和闭环时的动态响应。//周密、朱俊

6. 采用某种校正方式实现系统的稳定控制。//王翰磊

7．对本课程设计提出新设想和新建议。//罗俊豪

三、设计总结

一、设计题目

题目：转子绕线机控制系统的校正设计仿真

设计步骤

1、实验原理//刘有为、白松其

转子绕线机控制系统

总体设计框图为：

R(s)K11/s(s+5)(s+10)C(s) —

控制系统仿真课程设计报告.

控制系统仿真课程设计（2011级）题目控制系统仿真课程设计学院自动化专业自动化班级学号学生姓名指导教师王永忠/刘伟峰完成日期2014年6月

控制系统仿真课程设计一 ———交流异步电机动态仿真一设计目的 1．了解交流异步电机的原理，组成及各主要单元部件的原理。 2. 设计交流异步电机动态结构系统； 3．掌握交流异步电机调速系统的调试步骤，方法及参数的整定。二设计及Matlab 仿真过程异步电机工作在额定电压和额定频率下，仿真异步电机在空载启动和加载过程中的转速和电流变化过程。仿真电动机参数如下： 1.85, 2.658,0.2941,0.2898,0.2838s r s r m R R L H L H L H =Ω=Ω===， 20.1284Nm s ,2,380,50Hz p N N J n U V f =?===，此外，中间需要计算的参数如下： 21m s r L L L σ=-，r r r L T R =，22 2 s r r m t r R L R L R L +=，10N m TL =?。αβ坐标系状态方程：其中，状态变量：输入变量：电磁转矩： 2p m p s r s L r d ()d n L n i i T t JL J βααωψψβ=--r m r r s r r d 1d L i t T T ααβαψψωψ=--+r m r r s r r d 1d L i t T T ββαβψψωψ=-++22s s r r m m m s r r s s 2r r r r d d i R L R L L L L i u t L T L L ααβαα σψωψ+=+-+22 s s r r m m m s r r s s 2 r r r r d d i R L R L L L L i u t L T L L ββαββ σψωψ+=--+[ ] T r r s s X i i αβαβωψψ=[ ] T s s L U u u T αβ=()p m e s s s s r n L T i i L βααβ ψψ=-

转子,控制,绕线机

转子绕线机控制系统矫正设计转子绕线机控制系统绕线机用直流电机来缠绕铜线，它应该能快速准确地绕线，并使线圈连贯坚固。采用自动绕线机后，操作人员只需从事插入空的转子、按下启动按钮和取下绕线转子等简单操作。下图为绕线机控制系统

控制器的设计要求 1、系统对斜坡输入响应的稳态误差小于10％，静态速度误差系数Kv=10； 2、系统对阶跃输入的超调量在10％左右； 3、按?=2％要求的系统调节时间为3s 左右。设计过程由控制系统的结构图可知，系统为I 型系它响应阶跃输入的稳态误差为零，系统对单输入的稳态误差为：其中：其中Gc （s ）为待设计的控制器（校正网络）。由于原系统不能满足其静态速度误差系数Kv=10，故在滞后-超前网络中应加入一个增益放大器。将放大环节和原系统一起分析。150()10%ss v e K K ∞==≤0()lim 50 c v s G s K →=

此时校正网络的频率特性为由于要加一个增益放大器此时解得K ≥500, 故此时K 值取500. 二）绘制未校正系统的对数幅频特性，求出待校正系统的截止频率、相角裕度及幅值裕度h （dB ）。 (1/)(1/)()(1/)(1/) a b c a b j j G j ja j a ωωωωωωωωω++=++

由图像可知待校正系统的截止频率相角裕度幅值裕度三）在待测系统对数幅频特性上，选择从-20dB/dec 变为- 40dB/dec 的交接频率作为校正网络超前部分的交接频率?b = 5rad/s 根据响应速度要求，选择系统的截止频率和校正网络衰减因子1/a 。要保证已校正系统的截止频率为所选的，下列等式应成立：式中可由待校正系统对数幅频特性的-20dB/dec,延长线在处的数值确定。根据主导极点思想，可将校正后的系统等价为二阶系统解得 ' 5.72/c rad s ω='11.4 γ=3.52h dB ≈'''''20lg ()20lg 0 c b c a L T ωω-++=1b b T ω='''''()20lg c b c L T ωω+''c ω21%100%e πξξσ--=? 4.43s n t ξω=≤0.59ξ=

控制系统仿真课程设计

控制系统仿真课程设计（2010级）题目控制系统仿真课程设计学院自动化专业自动化班级学号学生姓名指导教师王永忠/刘伟峰完成日期2013年7月

控制系统仿真课程设计（一） ——锅炉汽包水位三冲量控制系统仿真1.1 设计目的本课程设计的目的是通过对锅炉水位控制系统的Matlab仿真，掌握过程控制系统设计及仿真的一般方法，深入了解反馈控制、前馈-反馈控制、前馈-串级控制系统的性能及优缺点，实验分析控制系统参数与系统调节性能之间的关系，掌握过程控制系统参数整定的方法。 1.2 设计原理锅炉汽包水位控制的操作变量是给水流量，目的是使汽包水位维持在给定的范围内。汽包液位过高会影响汽水分离效果，使蒸汽带水过多，若用此蒸汽推动汽轮机，会使汽轮机的喷嘴、叶片结垢，严重时可能使汽轮机发生水冲击而损坏叶片。汽包液位过低，水循环就会被破坏，引起水冷壁管的破裂，严重时会造成干锅，甚至爆炸。常见的锅炉汽水系统如图1-1所示，锅炉汽包水位受汽包中储水量及水位下汽包容积的影响，而水位下汽包容积与蒸汽负荷、蒸汽压力、炉膛热负荷等有关。影响水位变化的因素主要是锅炉蒸发量（蒸汽流量）和给水流量，锅炉汽包水位控制就是通过调节给水量，使得汽包水位在蒸汽负荷及给水流量变化的情况下能够达到稳定状态。图1-1 锅炉汽水系统图

在给水流量及蒸汽负荷发生变化时，锅炉汽包水位会发生相应的变化，其分别对应的传递函数如下所示：（1）汽包水位在给水流量作用下的动态特性汽包和给水可以看做单容无自衡对象，当给水增加时，一方面会使得汽包水位升高，另一方面由于给水温度比汽包内饱和水的温度低，又会使得汽包中气泡减少，导致水位降低，两方面的因素结合，在加上给水系统中省煤器等设备带来延迟，使得汽包水位的变化具有一定的滞后。因此，汽包水位在给水流量作用下，近似于一个积分环节和惯性环节相串联的无自衡系统，系统特性可以表示为 ()111()()(1)K H S G S W S s T s ==+ （1.1）（2）汽包水位在蒸汽流量扰动下的动态特性在给水流量及炉膛热负荷不变的情况下，当蒸汽流量突然增加时，瞬间会导致汽包压力的降低，使得汽包内水的沸腾突然加剧，水中气泡迅速增加，将整个水位抬高；而当蒸汽流量突然减小时，汽包内压力会瞬间增加，使得水面下汽包的容积变小，出现水位先下降后上升的现象，上述现象称为“虚假水位”。虚假水位在大中型中高压锅炉中比较显著，会严重影响锅炉的安全运行。“虚假水位”现象属于反向特性，变化速度很快，变化幅值与蒸汽量扰动大小成正比，也与压力变化速度成正比，系统特性可以表示为 222()()()1f K K H s G s D s T s s ==-+ （1.2）常用的锅炉水位控制方法有：单冲量控制、双冲量控制及三冲量控制。单冲量方法仅是根据汽包水位来控制进水量，显然无法克服“虚假水位”的影响。而双冲量是将蒸汽流量作为前馈量用于汽包水位的调节，构成前馈-反馈符合控制系统，可以克服“虚假水位”影响。但双冲量控制系统要求调节阀具有好的线性特性，并且不能迅速消除给水压力等扰动的影响。为此，可将给水流量信号引入，构成三冲量调节系统，如图1-2所示。图中LC 表示水位控制器（主回路），FC 表示给水流量控制器（副回路），二者构成一个串级调节系统，在实现锅炉水位控制的同时，可以快速消除给水系统扰动影响；而蒸汽流量作为前馈量用于消除“虚假水位”的影响。

控制系统仿真与设计实验报告

控制系统仿真与设计实验报告姓名：班级：学号：指导老师：刘峰 7.2.2控制系统的阶跃响应一、实验目的 1.观察学习控制系统的单位阶跃响应； 2.记录单位阶跃响应曲线； 3.掌握时间相应的一般方法；二、实验内容 1.二阶系统G(s)=10/(s2+2s+10)

键入程序，观察并记录阶跃响应曲线；录系统的闭环根、阻尼比、无阻尼振荡频率；记录实际测去的峰值大小、峰值时间、过渡时间，并与理论值比较。（1）实验程序如下： num=[10]; den=[1 2 10]; step(num,den); 响应曲线如下图所示：（2）再键入： damp(den); step(num,den); [y x t]=step(num,den); [y,t’] 可得实验结果如下：

记录实际测取的峰值大小、峰值时间、过渡时间，并与理论计算值值比较实际值理论值峰值 1.3473 1.2975

峰值时间 1.0928 1.0649 过渡时间+%5 2.4836 2.6352 +%2 3.4771 3.5136 2. 二阶系统G(s)=10/(s2+2s+10) 试验程序如下： num0=[10]; den0=[1 2 10]; step(num0,den0); hold on; num1=[10]; den1=[1 6.32 10]; step(num1,den1); hold on; num2=[10]; den2=[1 12.64 10]; step(num2,den2); 响应曲线：

（2）修改参数，分别实现w n1= (1/2)w n0和w n1= 2w n0响应曲线试验程序: num0=[10]; den0=[1 2 10]; step(num0,den0); hold on; num1=[2.5]; den1=[1 1 2.5]; step(num1,den1); hold on; num2=[40]; den2=[1 4 40]; step(num2,den2); 响应曲线如下图所示：

计算机仿真课程设计报告

、北京理工大学珠海学院课程设计任务书 2010 ～2011 学年第 2学期学生姓名：林泽佳专业班级：08自动化1班指导教师：钟秋海工作部门：信息学院一、课程设计题目：《控制系统建模、分析、设计和仿真》本课程设计共列出10个同等难度的设计题目，编号为：[0号题]、[1号题]、[2号题]、[3号题]、[4号题]、[5号题]、[6号题]、[7号题]、[8号题]、[9号题]。学生必须选择与学号尾数相同的题目完成课程设计。例如，学号为8xxxxxxxxx2的学生必须选做[2号题]。二、课程设计内容（一）《控制系统建模、分析、设计和仿真》课题设计内容|

！ " [2 有波纹控制器Dy(z)和一单位速度信号输入时的最少拍无波纹控制器Dw(z)。具体要求见（二）。（二）《控制系统建模、分析、设计和仿真》课题设计要求及评分标准【共100分】 , 1、求被控对象传递函数G(s)的MATLAB描述。（2分） 2、求被控对象脉冲传递函数G(z)。（4分） 3、转换G(z)为零极点增益模型并按z-1形式排列。（2分） 4、确定误差脉冲传递函数Ge(z)形式,满足单位加速度信号输入时闭环稳态误差为零和实际闭环系统稳定的要求。（6分） 5、确定闭环脉冲传递函数Gc(z)形式，满足控制器Dy(z)可实现、最少拍和实际闭环系统稳定的要求。（8分）

6、根据4、5、列写方程组，求解Gc(z)和Ge(z)中的待定系数并最终求解Gc(z)和Ge(z) 。（12分） 7、求针对单位加速度信号输入的最少拍有波纹控制器Dy(z)并说明Dy(z)的可实现性。（3分）！ 8、用程序仿真方法分析加速度信号输入时闭环系统动态性能和稳态性能。（7分） 9、用图形仿真方法(Simulink)分析单位加速度信号输入时闭环系统动态性能和稳态性能。（8分） 10、确定误差脉冲传递函数Ge(z)形式,满足单位速度信号输入时闭环稳态误差为零和实际闭环系统稳定的要求。（6分） 11、确定闭环脉冲传递函数Gc(z)形式，满足控制器Dw(z)可实现、无波纹、最少拍和实际闭环系统稳定的要求。（8分） 12、根据10、11、列写方程组，求解Gc(z)和Ge(z)中的待定系数并最终求解Gc(z)和Ge(z) 。（12分） 13、求针对单位速度信号输入的最少拍无波纹控制器Dw(z)并说明Dw(z)的可实现性。（3分） 14、用程序仿真方法分析单位速度信号输入时闭环系统动态性能和稳态性能。（7分） 15、用图形仿真方法(Simulink)分析单位速度信号输入时闭环系统动态性能和稳态性能。 & （8分） 16、根据8、9、14、15、的分析，说明有波纹和无波纹的差别和物理意义。（4分）三、进度安排 6月13至6月14：下达课程设计任务书；复习控制理论和计算机仿真知识，收集资料、熟悉仿真工具；确定设计方案和步骤。 6月14至6月16：编程练习，程序设计；仿真调试，图形仿真参数整定；总结整理设计、仿真结果，撰写课程设计说明书。 6月16至6月17：完成程序仿真调试和图形仿真调试；完成课程设计说明书；课程设计答辩总结。 [ 四、基本要求

绕线机原理

绕线机原理文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-

原理建模：根据线绕电阻器的结构特点及生产要求，建立了如下图所示的绕制模型。如图所示，骨架夹持定位后，送线装置从1#位置向前移动，把伸出的一小段电阻丝送到始焊点位置，然后焊机把电阻丝前段与左侧金属帽焊接在一起，接着骨架旋转一定的角度并同时移动一小段距离(前间距)，将电阻丝绕到瓷棒上，然后送线装置摆动一个角度(前摆角)到达2#位置，在这一位置电阻丝与骨架轴线垂直。接着开始绕线，如图b所示，骨架在旋转的同时向左排线移动，而送线装置固定不动，这样就在瓷棒上绕出了螺旋线，当绕制到合适位置时，骨架停止旋转及排线移动。然后，如图C所示，送线装置向右摆动一定角度(后摆角)返回到1#位置，接着骨架旋转一定的角度并移动一段距离(后间距)，将电阻丝绕到金属帽上，然后焊机把电阻丝与金属帽焊接在一起。在焊接的同时送线装置向后移动，把电阻丝拉断，接着骨架向右移动到初始位置，更换骨架，进行下一个骨架绕制。主要技术控制（1）恒张力的控制：绕制电阻时，需要对电阻丝施加一定的阻力来产生线张力，以确保电阻丝紧密地绕在瓷棒表面。线材状态、放线卷的松紧程度、放线卷上电阻丝的排列方式、运动系统的速度变化等因素都会引起线张力的变化。张力太大会使电阻丝材料发生塑性变形，甚至导致电阻丝被拉断；张力波动幅度大，线张力不均匀，会使绕成的螺旋线各处内应力变化

大，后工序处理时各处弹性恢复不一致，进而导致电阻阻值变化，甚至断线失效。由于电阻丝直径微小而且对电阻阻值一致性要求较高，因此对电阻丝的张力控制要求非常严格。采用控制绕线与放线的线速度差控制线张力的方法(检测线材的线速度、控制放料卷转速、补偿其线速度的变化)，要达到张力的波动幅度小或波动幅度处于受控状态，机械结构与控制系统比较复杂，影响因素众多，技术难度大，因此，线材的张力是影响电阻器质量的重要因素之一。（2）精密排线和定位检测技术线绕电阻器的绕线质量实际反映的是绕线节距精度，因此，实现排线系统的精确走位以达到控制节距精度的目的，既是衡量制造的线绕电阻器是否符合设计要求，又是考核绕制系统技术水平高低的重要参数，是系统研究设计的核心。排线与绕线的运行关系形成节距，排线系统运动的位置精度，直接影响绕线节距精度。排线系统要求实现u级位移精度，由于其静态质量、运动系统的动态加速度、传动误差等，会引起运动迟缓或运动突变，破坏运行关系；运动系统由于受动载荷、运行频率、环境温度、干扰源的影响，系统的电气参数偏离控制范围，均引起绕线节距精度的变化。这种变化量对线绕电阻器绕制系统影响很大。因此，准确控制排线的位置精度和稳态控制节距精度，是必须研究与解决的关键技术。另外，由于来料的骨架和金属帽长度不一致，使用标准骨架长度来定位很难达到实际的要求，如何进行准确的定位，也是需要解决的关键技术。功能分析：

转子绕线机控制系统的滞后校正设计

基于滞后校正的转子绕线机控制系统设计王政军武汉轻工大学自动化系湖北武汉 430000 摘要: 在控制技术需求推动下，控制理论本身也取得了显著进步。从线性近似到非线性系统的研究取得了新的成就，借助微分几何的固有非线性框架来研究非线性系统的控制，已成为目前重要研究方向之一。为了实现各种复杂的控制任务首先要将被控制对象和控制装置按照一定的方式连接起来，组成一个有机整体，这就是自动控制系统关键词: 自动控制技术、系统分析、MATLAB、校正

1设计目的、要求及原理 1.1设计目的滞后校正网络具有低通滤波器的特性，因而当它与系统的不可变部分串联相连时，会使系统开环频率特性的中频和高频段增益降低和截止频率Ｗc减小，从而有可能使系统获得足够大的相位裕度，它不影响频率特性的低频段。由此可见，滞后校正在一定的条件下，也能使系统同时满足动态和静态的要求。本设计通过增加一个滞后校正装置，确定其最适合参数来改变系统性能。 1.2 设计要求 (1)系统对斜坡输入响应的稳态误差小于10％，10 K； v (2)系统对阶跃输入的超调量在10％左右； (3) 按2％准则的调节时间 t不超过3s。 s 1.3设计原理通过分析系统逐步确定其矫正系统参数，具体步骤如下： 1.根据稳态误差要求求出K值； 2.画出未校正系统的波特图，并求； 3.波特图上绘制出曲线； 4.根据稳态误差要求，求出校正系统的截止频率； 5.根据公式和 ,可求出b和t; 6.验证已校正系统的相位裕度和幅值裕度；

2设计分析与计算 2.1最小K 值的系统频域分析已知转子绕线机控制系统的开环传递函数是： ) 01)(5()(++= s s s K s G ，静态速度误差系数110-≥s K v ， 1 1050/)(0 lim -≥=→= s K s sG s v k 所以最小的K 值为： K=500 故) 01)(5(500 )(++= s s s s G 1求相角裕度：因为100 25500 015500)(22++= +?+?= ωωωωs s s A 在穿越频率处)(ωA =1，解得Wc ≈5.96rad/s 穿越频率处的相角为：7.16107.02.090)(11-=---=--c tg tg c c ωωω? 相角裕度为：γ=180+)(c ω?=180-162.73=18.3deg 2求幅值裕度：先求相角穿越频率:18007.02.090)(11-=---=--g g g tg tg ωωω? 9007.02.011=+--g g tg tg ωω 由三角函数关系得:66.8,107.02.0==?g g g ωωω解得： 5.022525750 )(2 2 =++= g g g g A ωωωω 所以，幅值裕度为:)(02.6)(log 20dB A L g g =-=ω 使用MATLAB 软件可直接得到系统的BODE 图和相角,幅值裕度。程序的代码如下： n=750

课程设计之matlab仿真报告

西安邮电大学专业课程设计报告书院系名称：电子工程学院学生姓名：李群学号05113096 专业名称：光信息科学与技术班级：光信1103 实习时间：2014年4月8日至2014年4月 18日

一、课程设计题目：用matlab 仿真光束的传输特性。二、任务和要求 1、用matlab 仿真光束通过光学元件的变换。 ① 设透镜材料为k9玻璃，对1064nm 波长的折射率为1.5062，镜片中心厚度为3mm ，凸面曲率半径，设为100mm ，初始光线距离透镜平面20mm 。用matlab 仿真近轴光线（至少10条）经过平凸透镜的焦距，与理论焦距值进行对比，得出误差大小。 ② 已知透镜的结构参数为101=r ，0.11=n ，51=d ，5163.121==' n n （K9玻璃）， 502-=r ，0.12=' n ，物点A 距第一面顶点的距离为100，由A 点计算三条沿光轴夹角分别为10、20、 30的光线的成像。试用Matlab 对以上三条光线光路和近轴光线光路进行仿真，并得出实际光线的球差大小。 ③ 设半径为1mm 的平面波经凸面曲率半径为25mm ，中心厚度3mm 的平凸透镜。用matlab 仿真平面波在透镜几何焦平面上的聚焦光斑强度分布，计算光斑半径。并与理论光斑半径值进行对比，得出误差大小。（方法：采用波动理论，利用基尔霍夫—菲涅尔衍射积分公式。） 2、用MATLAB 仿真平行光束的衍射强度分布图样。（夫朗和费矩形孔衍射、夫朗和费圆孔衍射、夫朗和费单缝和多缝衍射。） 3、用MATLAB 仿真厄米—高斯光束在真空中的传输过程。（包括三维强度分布和平面的灰度图。） 4、（补充题）查找文献，掌握各类空心光束的表达式，采用费更斯-菲涅尔原理推导各类空心光束在真空中传输的光强表达式。用matlab 对不同传输距离处的光强进行仿真。三、理论推导部分第一大题（1）十条近轴光线透过透镜时，理想情况下光线汇聚透镜的焦点上，焦点到像方主平面的距离为途径的焦距F ，但由于透镜的折射率和厚度会影响光在传输过程中所走的路径（即光程差Δ）。在用MATLAB 仿真以前先计算平行光线的传输路径。，R 为透镜凸面的曲率半径，h 为入射光线的高度，θ1为入射光线与出射面法线的夹角，θ2为出射光线与法线的夹角，n 为透镜材料的折射率。设透镜的中心厚度为d ，则入射光线经过透镜的实际厚度为：L=(R-d) 光线的入射角为：sinq1=h/R 折射角度满足：sinq2=nsinq1 而实际的光束偏折角度为：θ2-θ1。由此可以看出，当平行光线照射透镜时，在凸面之前光线平行于光轴，在凸面之后发生了偏折，于光轴交汇一点，这一点成为焦点f ，折线的斜率为（-tan(θ2-θ1)）。（2）根据题意可得，本题所讨论的是与光轴夹角不同的三条光线，经过透镜的两次反射后的成像问题。利用转面公式计算。

自动绕线机常功能和调试方法

自动绕线机常见功能和调试方法时间：2012-3-10 4:10:39 很多做绕线机工程技术这一块的朋友对绕线机不懂调试，主要是对产品不熟，或没有经过培训吧，当然如果你知道的话，那就简了。自动绕线机常见功能和调试方法：绕线机不单有精密的机械部件，还配置有强大的电气控制系统，它集合了电气控制、传感技术、机械传动、气动装置等部件，其调试方法相比其他电气加工设备要复杂和精细的多，笔者从事自动绕线设备加工行业多年积累了一点绕线设备的调试方法，本文就该类设备的调试作一个简单介绍，希望对广大的绕线设备用户能有所帮助。以下调试方法可应用于常见的带骨架线圈的缠绕加工工艺，主要讲解起绕位置、漆包线规格、绕线宽度三个重要的绕线参数。一、起绕位置如何设定什么是起绕位置？简单的说就是在骨架上开始绕线的起点，这个位置与线圈的出头及线圈类型有紧密的联

系，通常可以通过设备控制系统自带的测量功能来测的相关起绕位置的具体数值；操作人员也可以采用人工方式测量，以固定点作为参考点使用尺具实际测量，设定该点时注意线圈的缠绕方向。二、漆包线规格的设定我们常见的漆包线有不同的线径，漆包线规格设定是否正确直接会影响到排线的效果，使用不同材质的漆包线需要加不同的线径修正值，铜线不易被拉细，其修正值加0.02左右,铝线在经过绕线设备的张力及过线装置后容易被拉伸,其修正值幅度较大0.02-0.2之间都是允许的。三、绕线宽度的设定绕线宽度的理解就是从开始绕线的位置到绕线结束位置之间的距离，通常该值直接反映骨架需要绕线的长度，设定时需要考虑所使用骨架的微小变形量会绕线宽度的影响，应采用综合测量的方法取最小值作为绕线宽度。随着科技的高速发展，现代自动绕线机由于集成了电气控制、机械传动、光电检测等诸多技术，所以其设置调试的难度也大大增加了，许多客户在购买

转子绕线机控制系统的滞后校正设计

1.设计目的、要求及原理 1.1 设计目的通过增加一个滞后校正装置，确定其最适合参数来改变系统性能。 1.2 设计要求要求系统的静态速度误差系数 1 12- ≥s K v，相位裕度 60 ≥ γ。 1.3 设计原理通过分析系统逐步确定其矫正系统参数，具体步骤如下： 1.根据稳态误差要求求出K值； 2.画出未校正系统的波特图，并求； 3.波特图上绘制出曲线； 4.根据稳态误差要求，求出校正系统的截止频率； 5.根据公式和，可求出b和t; 6.验证已校正系统的相位裕度和幅值裕度；

2.分析与计算 2.1最小K 值的系统频域分析已知转子绕线机控制系统的开环传递函数是： ) 10)(5()(++= s s s K s G （静态误差系数112-≥s K v ）所以最小的K 值为： K=600 故： ) 10)(5(600 )(++= s s s s G ① 求相位裕度：因为 2210025600 |10||5|||600)(ω ωωω++=+?+?= s s s A 在穿越频率处)(ωA =1, 解得 =6.31rad/s 穿越频率处的相角为：82.1731.02.090)(11-=---=--c c c tg tg ωωω? 相角裕度为： 18.682.173180)(180=-=+=c ω?γdeg ② 求幅值裕度：因为 1801.02.090)(11-=---=--g g g tg tg ωωω? 8.010025600 )(2 2 =++= g g g g A ωωωω 所以，幅值裕度为： )(94.1)(log 20dB A L g g =-=ω 使用MATLAB 软件可直接得到系统的BODE 图和相角,幅值裕度。程序的代码如下： n=600 d=[1,15,50,0] g1=tf(n,d) [mag,phase,w]=bode(g1) margin(g1) 10 1250 /)(lim -→≥==s K s sG K s v

控制系统仿真课程设计

控制系统数字仿真课程设计 1．课程设计应达到的目的 1、通过Matlab仿真熟悉课程设计的基本流程； 2、掌握控制系统的数学建模及传递函数的构造； 3、掌握控制系统性能的根轨迹分析； 4、学会分析系统的性能指标； 2．课程设计题目及要求设计要求 1、进行系统总体设计，画出原理框图。（按给出的形式，自行构造数学模型，构造成1 个零点，三个极点的三阶系统，主导极点是一对共轭复根） G（s）=10(s+2)/(s+1)(s2+2s+6) 2、构造系统传递函数，利用MATLAB绘画系统的开环和闭环零极点图；(分别得到闭环和开环的零极点图)参考课本P149页例题4-30 clear; num = [10,20]; den =[1 3 8 6]; pzmap(num,den) 3、利用MATLAB绘画根轨迹图，分析系统随着根轨迹增益变化的性能。并估算超调量=16.3%时的K值（计算得到）。参考课本P149页例题4-31 clear num=[10,20]; den=[1 3 8 6]; sys=tf(num,den); rlocus(sys) hold on jjx(sys); s=jjx(sys); [k,Wcg]=imwk(sys)

set(findobj('marker','x'),'markersize',8,'linewidth',1.5,'Color','k'); set(findobj('marker','o'),'markersize',8,'linewidth',1.5,'Color','k'); function s=jjx(sys) sys=tf(sys); num=sys.num{1}; den=sys.den{1}; p=roots(den); z=roots(num); n=length(p); m=length(z); if n>m s=(sum(p)-sum(z))/(n-m) sd=[]; if nargout<1 for i=1:n-m sd=[sd,s] end sysa=zpk([],sd,1); hold on; [r,k]=rlocus(sysa); for i=1:n-m plot(real(r(i,:)),imag(r(i,:)),'k:'); end end else disp; s=[]; end function [k,wcg]=imwk(sys) sys=tf(sys) num=sys.num{1} den=sys.den{1}; asys=allmargin(sys); wcg=asys.GMFrequency; k=asys. GainMargin;

控制系统的MATLAB仿真与设计课后答案

控制系统的MATLAB 仿真与设计课后答案

第二章 1>>x=[15 22 33 94 85 77 60] >>x(6) >>x([1 3 5]) >>x(4:end) >>x(find(x>70)) 2>>T=[1 -2 3 -4 2 -3] ; >>n=length(T); >>TT=T'; >>for k=n-1:-1:0 >>B(:,n-k)=TT.^k; >>end >>B >>test=vander(T) 3>>A=zeros(2,5); >>A(:)=-4:5 >>L=abs(A)>3 >>islogical(L) >>X=A(L) 4>>A=[4,15,-45,10,6;56,0,17,-45,0] >>find(A>=10&A<=20) 5>>p1=conv([1,0,2],conv([1,4],[1,1]));

>>p2=[1 0 1 1]; >>[q,r]=deconv(p1,p2); >>cq='商多项式为 '; cr='余多项式为 '; >>disp([cq,poly2str(q,'s')]),disp([cr,poly2str(r,'s')]) 6>>A=[11 12 13;14 15 16;17 18 19]; >>PA=poly(A) >>PPA=poly2str(PA,'s') 第三章 1>>n=(-10:10)'; >>y=abs(n); >>plot(n,y,'r.','MarkerSize',20) >>axis equal >>grid on >>xlabel('n') 2>>x=0:pi/100:2*pi; >>y=2*exp(-0.5*x).*sin(2*pi*x); >>plot(x,y),grid on; 3>>t=0:pi/50:2*pi; >>x=8*cos(t); >>y=4*sqrt(2)*sin(t); >>z=-4*sqrt(2)*sin(t); >>plot3(x,y,z,'p');

基于Simulink仿真双闭环系统综合课程设计报告书

课程设计双闭环直流调速系统设计及仿真验证学院年级：工程学院08级组长：陈春明学号200830460102 08自动化1班成员一：陈木生学号 200830460103 08自动化1班指导老师：日期： 2012-2-28 华南农业大学工程学院

摘要转速、电流双闭环调速系统是应用最广的直流调速系统，由于其静态性能良好，动态响应快，抗干扰能力强，因而在工程设计中被广泛地采用。现在直流调速理论发展得比较成熟，但要真正设计好一个双闭环调速系统并应用于工程设计却有一定的难度。 Matlab是一高性能的技术计算语言，具有强大的科学数据可视化能力，其中Simulink具有模块组态简单、性能分析直观的优点，方便了系统的动态模型分析。应用Simulink来研究双闭环调速系统，可以清楚地观察每个时刻的响应曲线，所以可以通过调整系统的参数来得出较为满意的波形，即良好的性能指标，这给分析双闭环调速系统的动态模型带来很大的方便。本研究采用工程设计方法，并利用Matlab协助分析双闭环调速系统，依据自动控制系统快、准、稳的设计要求，重点分析系统的起动过程。关键词：双闭环直流调速 Simulink 自动控制

目录 1、直流电机双闭环调速系统的结构分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 1.1 双闭环调速系统的组成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 1.2 双闭环调速系统的结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2 、建立直流电机双闭环调速系统的模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2.1 小型直流调速系统的指标及参数．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2.2 电流环设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2.3 转速环设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 3、直流电动机双闭环调速系统的MATLAB仿真．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 3.1 系统框图的搭建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 3.2 PI控制器参数的设置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 3.3 仿真结果．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4、结论与总结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 5、参考资料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

转子绕线机控制器的设计

课程设计题目: 转子绕线机控制器的设计初始条件：已知转子绕线机控制系统的开环传递函数是 ) 10)(5()(++= s s s K s G 要求系统在单位斜坡输入作用下的稳态误差为e 0.1ss ≤，相角裕度 50≥γ。

要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）（1）作出满足初始条件的最小K值的未校正系统伯德图，计算系统的幅值裕度和相位裕度。（2）在系统前向通路中插入一相位滞后校正装置，确定校正网络的传递函数。并用MATLAB 画出已校正系统的伯德图，计算已校正系统的幅值裕量和相位裕量。（3）画出未校正和已校正系统的根轨迹。（4）用Matlab画出已校正系统的单位阶跃响应曲线、求出超调量、峰值时间、调节时间及稳态误差。（5）课程设计说明书中要求写清楚计算分析的过程，列出MATLAB程序和MATLAB输出。说明书的格式按照教务处标准书写。时间安排：指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要 (1) 1.设计目的与要求 (2) 1.1设计的目的 (2) 1.2设计的要求 (2) 2.设计方案与原理 (3) 2.2设计的原理 (3) 3.设计分析与计算 (4) 3.1校正前最小K值的系统频域分析 (4)

3.2滞后校正 (4) 3.2.1滞后校正函数的确定 (4) 3.2.2校正后的系统频域分析 (5) 4.系统校正前后的根轨迹 (6) 4.1校正前的根轨迹 (6) 4.2校正后的根轨迹 (7) 5.已校正系统的单位阶跃响应及仿真分析 (7) 6.心得体会.............................................................. 错误！未定义书签。参考文献.................................................................. 错误！未定义书签。本科生课程设计成绩评定表.................................. 错误！未定义书签。

MATLAB控制系统与仿真设计

MATLAB控制系统与仿真课程设计报告院（系）：电气与控制工程学院专业班级：测控技术与仪器1301班姓名：吴凯学号：1306070127

指导教师：杨洁昝宏洋基于MATLAB的PID恒温控制器本论文以温度控制系统为研究对象设计一个PID控制器。PID控制是迄今为止最通用的控制方法，大多数反馈回路用该方法或其较小的变形来控制。PID控制器（亦称调节器）及其改进型因此成为工业过程控制中最常见的控制器(至今在全世界过程控制中用的84%仍是纯PID调节器，若改进型包含在内则超过90%)。在PID控制器的设计中，参数整定是最为重要的,随着计算机技术的迅速发展，对PID参数的整定大多借助于一些先进的软件，例如目前得到广泛应用的MATLAB仿真系统。本设计就是借助此软件主要运用Relay-feedback法，线上综合法和系统辨识法来研究PID控制器的设计方法，设计一个温控系统的PID控制器，并通过MATLAB中的虚拟示波器观察系统完善后在阶跃信号下的输出波形。关键词：PID参数整定；PID控制器；MATLAB仿真。 Design of PID Controller based on MATLAB Abstract This paper regards temperature control system as the research object to design a pid controller. Pid control is the most common control method up until now; the great majority feedback loop is controlled by this method or its small deformation. Pid controller (claim regulator also) and its second generation so become the most common controllers in the industry process control (so far, about 84% of the controller being used is the pure pid controller, it’ll exceed 90% if the second generation included). Pid parameter setting is most important in pid controller designing, and with the rapid development of the computer technology, it mostly recurs to some advanced software, for example, mat lab simulation software widely used now. this design is to apply that soft mainly use Relay feedback law and synthetic method on the line to study pid

MATLAB仿真课程设计报告

北华大学《MATLAB仿真》课程设计姓名：班级学号：实习日期：辅导教师：

前言科学技术的发展使的各种系统的建模与仿真变得日益复杂起来。如何快速有效的构建系统并进行系统仿真，已经成为各领域学者急需解决的核心问题。特别是近几十年来随着计算机技术的迅猛发展，数字仿真技术在各个领域都得到了广泛的应用与发展。而MATLAB作为当前国际控制界最流行的面向工程和科学计算的高级语言，能够设计出功能强大、界面优美、稳定可靠的高质量程序，而且编程效率和计算效率极高。MATLAB环境下的Simulink是当前众多仿真软件中功能最强大、最优秀、最容易使用的一个系统建模、仿真和分析的动态仿真环境集成工具箱，并且在各个领域都得到了广泛的应用。本次课程设计主要是对磁盘驱动读取系统校正部分的设计，运用自动控制理论中的分析方法，利用MATLAB对未校正的系统进行时域和频域的分析，分析各项指标是否符合设计目标,若有不符合的，根据自动控制理论中的校正方法，对系统进行校正，直到校正后系统满足设计目标为止。我组课程设计题目磁盘驱动读取系统的开环传递函数为是设计一个校正装置，使校正后系统的动态过程超调量δ%≤7%，调节时间ts≤1s。电锅炉的温度控制系统由于存在非线性、滞后性以及时变性等特点,常规的PID控制器很难达到较好的控制效果。考虑到模糊控制能对复杂的非线性、时变系统进行很好的控制, 但无法消除静态误差的特点, 本设计将模糊控制和常规的PI D控制相结合, 提出一种模糊自适应PID控制器的新方法。并对电锅炉温度控制系统进行了抗扰动的仿真试验, 结果表明, 和常规的PI D控制器及模糊PI D复合控制器相比,模糊自适应PI D控制改善了系统的动态性能和鲁棒性, 达到了较好的控制效果。

绕线机原理

绕制电阻时，需要对电阻丝施加一定的阻力来产生线张力，以确保电阻丝紧密地绕在瓷棒表面。线材状态、放线卷的松紧程度、放线卷上电阻丝的排列方式、运动系统的速度变化等因素都会引起线张力的变化。张力太大会使电阻丝材料发生塑性变形，甚至导致电阻丝被拉断；张力波动幅度大，线张力不均匀，会使绕成的螺旋线各处内应力变化大，后工序处理时各处弹性恢复不一致，进而导致电阻阻值变化，甚至断线失效。由于电阻丝直径微小而且对电阻阻值一致性要求较高，因此对电阻丝的张力控制要求非常严格。采用控制绕线与放线的线速度差控制线张力的方法(检测线材的线速度、控制放料卷转速、补偿其线速度的变化)，要达到张力的波动幅度小或波动幅度处于受控状态，机械结构与控制系统比较复杂，影响因素众多，技术难度大，因此，线材的张力是影响电阻器质量的重要因素之一。（2）精密排线和定位检测技术线绕电阻器的绕线质量实际反映的是绕线节距精度，因此，实现排线系统的精确走位以达到控制节距精度的目的，既是衡量制造的线绕电阻器是否符合设计要求，又是考核绕制系统技术水平高低的重要参数，是系统研究设计的核心。排线与绕线的运行关系形成节距，排线系统运动的位置精度，直接影响绕线节距精度。排线系统要求实现u级位移精度，由于其静态质量、运动系统的动态加速度、传动误差等，会引起运动迟缓或运动突变，破坏运行关系；运动系统由于受动载荷、运行频率、环境温度、干扰源的影响，系统的电气参数偏离控制范围，均引起绕线节距精度的变化。这种变化量对线绕电阻器绕制系统影响很大。因此，准确控制排线的位置精度和稳态控制节距精度，是必须研究与解决的关键技术。另外，由于来料的骨架和金属帽长度不一致，使用标准骨架长度来定位很难达到实际的要求，如何进行准确的定位，也是需要解决的关键技术。功能分析：图3．1为电阻绕线机的功能构成。物料通过工艺系统，完成作业功能，生产出合格的成品。电源电器对外部能量进行处理，完成动力功能。PLC系统把操作者输入的信息进行存储、运算、输出指令，完成控制功能，并能向人机界面输出系统信息。传感器检测工作过程的变化，反馈给PLC系统，完成检测功能。机件联接和支撑各个部件，将各要素组合起来，进行空间配置，形成一个有机的整体。