自动控制原理大作业完成版
PLC大作业内容
1．自动门控制装置一、大作业内容：1．自动门控制装置的硬件组成：自动门控制装置由门内光电探测开关K1、门外光电探测开关K2、开门到位限位开关K3、关门到限位开关K4、开门执行机构KM1（使直流电动机正转）、关门执行机构KM2（使直流电动机反转）等部件组成。
（直流电机电压：DC110V）2．控制要求：1）当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关K1或K2时，开门执行机构KM1动作，电动机正转，到达开门限位开关K3位置时，电机停止运行。
2）自动门在开门位置停留8秒后，自动进入关门过程，关门执行机构KM2被起动，电动机反转，当门移动到关门限位开关K4位置时，电机停止运行。
3）在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关K2或K1时，应立即停止关门，并自动进入开门程序。
4）在门打开后的8秒等待时间内，若有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关K2或K1时，必须重新开始等待8秒后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。
二、大作业要求：1．列表说明I/O分配，并选择PLC。
2．画出顺序功能图。
3．画出PLC端子接线图。
4．设计PLC控制梯形图。
2．汽车自动清洗装置PLC控制一、大作业内容：编写如图汽车自动清洗装置梯形图控制程序，控制要求如下图：输出电压：AC220V二、大作业要求：1．列表说明I/O分配，并选择PLC。
2．画出顺序功能图。
3．画出PLC端子接线图。
4．设计PLC控制梯形图。
3．皮带运输机的控制系统。
一、大作业内容：在建材、化工、机械、冶金、矿山等工业生产中广泛使用皮带运输系统运送原料或物品。
供料由电阀DT控制，电动机M1、M2、M3、M4分别用于驱动皮带运输线PD1、PD2、PD3、PD4。
储料仓设有空仓和满仓信号，其动作示意简图如图所示，其具体要求如下：其控制要求如下：（1）正常起动，仓空或按起动按钮时的起动顺序为M1、DT、M2、M3、M4，间隔时间5s；（2）正常停止，为使皮带上不留物料，要求顺物料流动方向按一定时间间隔顺序停止，即正常停止顺序为DT、M1、M2、M3、M4，间隔时间5s；（3）故障后的起动，为避免前段皮带上造成物料堆积，要求按物料流动相反方向按一定时间间隔顺序起动，即故障后的起动顺序为M4、M3、M2、M1、DT，间隔时间10s；（4）紧急停止，当出现意外时，按下紧急停止按钮，则停止所有电动机和电磁阀；（5）具有点动功能。
自动控制原理完整
知识要点
线性系统的基本控制规律比例（P）、积 分（I）、比例-微分（PD）、比例-积分（PI） 和比例-积分-微分（PID）控制规律。超前校 正，滞后校正，滞后-超前校正，用校正装置 的不同特性改善系统的动态特性和稳态特性。 串联校正，反馈校正和复合校正。
对一个控制系统来说,如果它的元部件、 参数已经给定,就要分析它能否满足所要 求的各项性能指标。一般把解决这类问 题的过程称为系统的分析。
在实际工程控制问题中，还有另一类问题需 要考虑，即往往事先确定了要求满足的性能指 标，要求设计一个系统并选择适当的参数来满 足性能指标的要求，或考虑对原已选定的系统 增加某些必要的元件或环节，使系统能够全面 地满足所要求的性能指标，同时也要照顾到工 艺性、经济性、使用寿命和体积等。这类问题 称为系统的综合与校正，或者称为系统的设计。
二阶系统的时域性能指标
1 2
arctg
tr
n 1 2
二阶系统的频域性能指标
c n arctg
1 4 4 2 2 2
1 4 4 2 2
r n 1 2 2
Mr 2
1 1 2
b n 1 2 2 2 4 2 2 4
性能指标通常由控制系统的使用单位或被控 对象的制造单位提出。
制系统设计 ❖小 结
§6.1 概 述
6.1.1 系统的性能指标
系统的性能指标，按其类型可以分为： (1) 时域性能指标，包括稳态性能指标和动态性能 指标； (2) 频域性能指标，包括开环频域指标和闭环频域 指标； (3) 综合性能指标(误差积分准则)，它是一类综合 指标，若对这个性能指标取极值，则可获得系统 的某些重要参数值，而这些参数值可以保证该综 合性能为最优。
ITAE 0 te(t)dt
控制工程基础大作业(1)
控制工程基础大作业MATLAB软件应用2019年秋季学期专业名称：机械设计制造及其自动化专业班级：机设176 姓名：学号：成绩：授课教师：一、教学目的：使学生能够掌握现代工程工具MATLAB软件使用的基本方法，能够应用MATLAB软件对控制系统进行建模及性能分析。
二、内容要求：1.控制系统建模（1）确定所研究的闭环反馈控制系统，清晰表述系统的具体工作原理及参数条件；（同学们可以通过查阅相关的文献资料、生活或者工程实践中的实际案例确定自己所研究的闭环反馈控制系统）（2）绘制闭环反馈控制系统的职能方框图、函数方框图，并建立系统的传递函数形式的数学模型。
2．应用MATLAB软件进行控制系统性能分析针对所选定的闭环控制系统，应用MATLAB软件完成以下工作：（1）控制系统频域特性分析分别使用nyquist函数和bode函数绘制系统的开环奈奎斯特图和开环波德图，并附程序清单。
（2）控制系统稳定性分析判定控制系统的稳定性，并进行控制系统相对稳定性分析，计算稳定性裕量，并附程序清单。
（3）控制系统时域特性分析使用step函数绘制控制系统的单位阶跃响应曲线，分析控制系统响应的快速性指标，分析比较结构参数变化对系统性能的影响，并附程序清单。
三、作业书写注意事项：1．封皮格式按照此模板内容，不必更改，完整填写相应的个人信息；2．正文按照第二部分内容要求的顺序分项书写，给出运行结果并附上完整的编写程序清单（同时提交电子版程序）；3．本模板及要求保留，另起一页书写正文的内容成果，A4纸双面打印，左侧装订；4．杜绝抄袭，如果雷同，按照零分计；5．抽查答辩，采用百分制记分，占期末总评成绩的10%。
《控制工程基础》MATLAB大作业评分标准1. 控制系统建模数控直线运动工作台位置控制系统原理图该系统主要功能是接收数控装置的指令来控制电机驱动机床的各运动部件，准确地控制工作台的速度和位置，广泛地用于对坐标尺寸的精度有极高要求的工件的加工。
吉林大学 电力拖动自动控制系统(大作业)
一、简答（每小题8分，共48分）1、无环流逻辑控制器有那几部分组成。
每部分是什么。
答：无环流逻辑控制器有四部分：电平检测、判断逻辑、延时电路、联锁保护2、双闭环直流调速系统转速和电流调节器作用。
答：双闭环直流调速系统中转速调节器的作用（1）转速调节器是调速系统的主导调节器，它使转速n很快地跟随给定电压变化，稳态时可减小转速误差，如果采用PI调节器，则可实现无静差。
（2）对负载变化起抗扰作用。
（3）其输出限幅值决定电机允许的最大电流。
电流调节器的作用（1）作为内环的调节器，在外环转速的调节过程中，它的作用是使电流紧紧跟随其给定电压（即外环调节器的输出量）变化。
（2）对电网电压的波动起及时抗扰的作用。
（3）在转速动态过程中，保证获得电机允许的最大电流，从而加快动态过程。
（4）当电机过载甚至堵转时，限制电枢电流的最大值，起快速的自动保护作用。
一旦故障消失，系统立即自动恢复正常。
这个作用对系统的可靠运行来说是十分重要的。
3、两组可逆整流装置反并联可逆线路中分析直流平均环流如何产生的。
答：直流平均环流是由于正组晶闸管和反组晶闸管均处于整流使电源短路产生的电流。
瞬时脉动环流是由于正组输出电压和反组输出电压瞬时值不同。
正组的瞬时值大于反组的瞬时值，产生电压差从而产生的电流。
4、ＳＶＰＷＭ，SPWM、电流滞环跟踪ＰＷＭ控制技术他们控制目的分别是什么。
答：SVPWM控制目的：形成圆形旋转磁场SPWM控制目的：控制输出电压为正弦波电流滞环跟踪PWM控制目的:控制电流为正弦波5、写出三相异步电动机在两相βα,坐标系下数学模型。
磁链方程电压方程转矩方程运动方程⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡rβrαsβsαrmrmmsmsrβrαsβsαiiiiLLLLLLLLψψψψ⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫-+=++=+=+=αββββαααβββααψψψψψψrrrrrrrrrrsssssssswpiRuwpiRupiRupiRu)(rsrsmpeβααβiiiiLnT-=tnJTTddpLeω+=6、简述直接转矩控制系统工作原理。
电气自动化技术 毕业大作业专科论文
电气自动化毕业论文前言电气自动化是高等院校开设的一门工科专业，主要学习电子技术、电工技术、信息控制、电气测量、计算机技术等方面较宽广的工程技术基础和专业知识。
本专业主要特点是强电弱电结合、电工技术与电子技术相结合、软件与硬件结合、元件与系统结合，学生受到电工电子、信息控制及计算机技术方面的基本训练，具有解决电气工程与自动化领域技术问题的基本能力。
该专业是强电和弱电、计算机技术与电气控制技术交叉渗透的综合型专业学科。
电气工程及其自动化专业培养出的毕业生，以理论基础扎实、专业知识面宽广、实践动手能力强、适应性强在国内有较好的声誉。
主干课程电路原理、电子技术基础、计算机技术（语言、软件基础、硬件基础、单片机）、信号与系统、电磁场理论与应用、自动控制原理、电机学、电力电子技术、电气测量、电力拖动与控制等。
就业方向适合到国民经济各部门从事与电气工程有关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、试验分析、研制开发等方面的工作，也能在科研院所、高等学校从事电气信息与自动化技术相关的研究开发、技术引进与改造及教学工作。
一、自动控制的基本概念在现代科学技术的许多领域中，自动控制技术得到了广泛的应用。
所谓自动控制，是指在无人直接参与的情况下，利用控制装置操纵受控对象，使被控量等于给定值或给定信号变化规律去变化的过程。
如图1-1所示。
控制装置和受控对象为物理装置，而给定值和被控量均为一定形式的物理量。
自动控制系统由控制装置和受控对象构成。
对自动控制系统的性能进行分析和设计则是自动控制原理的主要任务。
二、自动控制系统的基本构成及控制方式1. 开环控制控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为开环控制。
开环控制的特点是系统结构和控制过程很简单，但抗扰能力差、控制精度不高，故一般只能用于对控制性能要求较低的场合。
2. 闭环控制控制装置与受控对象之间，不但有顺向作用，而且还有反向联系，既有被控量对控制过程的影响，这种控制称为闭环控制，相应的控制系统称为闭环控制系统。
(完整版)自动控制原理_第一章课后习题解答
第一章1.1 图1.18是液位自动控制系统原理示意图。
在任意情况下，希望液面高度c维持不变，试说明系统工作原理并画出系统方块图。
c+-SM___ 1Q浮浮浮浮浮浮2Q浮浮浮浮浮浮浮浮浮浮浮浮fi-+解：系统的控制任务是保持液面高度不变。
水箱是被控对象，水箱液位是被控变量。
电位器用来设置期望液位高度*c(通常点位器的上下位移来实现) 。
当电位器电刷位于中点位置时，电动机不动，控制阀门有一定的开度，使水箱的流入水量与流出水量相等，从而使液面保持在希望高度*c上。
一旦流出水量发生变化(相当于扰动)，例如当流出水量减小时，液面升高，浮子位置也相应升高，通过杠杆作用使电位器电刷从中点位置下移，从而给电动机提供一定的控制电压，驱动电动机通过减速器减小阀门开度，使进入水箱的液体流量减少。
这时，水箱液位下降．浮子位置相应下降，直到电位器电刷回到中点位置为止，系统重新处于平衡状态，液位恢复给定高度。
反之，当流出水量在平衡状态基础上增大时，水箱液位下降，系统会自动增大阀门开度，加大流入水量，使液位升到给定高度*c。
系统方框图如图解1. 4.1所示。
1.2恒温箱的温度自动控制系统如图1.19所示。
（1） 画出系统的方框图；（2） 简述保持恒温箱温度恒定的工作原理;（3） 指出该控制系统的被控对象和被控变量分别是什么。
M放大器电机减速器调压器 220～热电偶电阻丝－ ＋－ ＋图1.19 恒温箱的温度自动控制系统解：恒温箱采用电加热的方式运行，电阻丝产生的热量与调压器电压平方成正比，电压增高，炉温就上升。
调压器电压由其滑动触点位置所控制，滑臂则由伺服电动机驱动．炉子的实际温度用热电偶测量，输出电压作为反馈电压与给定电压进行比较，得出的偏差电压经放大器放大后，驱动电动机经减速器调节调压器的电压。
在正常情况下，炉温等于期望温度T ，热电偶的输出电压等于给定电压。
此时偏差为零，电动机不动，调压器的滑动触点停留在某个合适的位置上。
自动控制原理课件全套教程
自动控制原理课件全套教程目录一、基本概念与术语 (3)1.1 自动控制的基本概念 (5)1.2 自动控制系统的组成 (6)1.3 自动控制系统的分类 (7)二、控制系统的数学模型 (8)2.1 系统微分方程的建立 (10)2.2 系统传递函数的推导 (11)2.3 系统的频率特性 (12)三、控制系统的时域分析 (13)3.1 系统的稳定性分析 (15)3.2 系统的动态性能分析 (15)四、控制系统的频域分析 (17)4.1 频率特性的图形表示 (19)4.2 频率特性的性能分析 (19)4.3 系统的稳定性判定 (21)五、控制系统的校正与设计 (22)5.1 系统的静态校正 (23)5.2 系统的动态校正 (25)5.3 控制系统的工程设计方法 (27)六、控制系统仿真与计算机辅助设计 (29)6.1 控制系统仿真概述 (31)6.2 仿真软件的应用 (32)6.3 计算机辅助设计在控制系统中的应用 (34)七、经典控制理论及应用 (36)7.1 串联校正与并联校正 (37)7.2 比例、积分、微分控制器 (38)7.3 控制系统的工程实现 (39)八、现代控制理论简介 (41)8.1 最优控制理论 (42)8.2 线性系统理论 (44)8.3 非线性系统理论 (45)九、控制系统的应用与实例分析 (47)9.1 工业自动化中的控制系统应用 (49)9.2 交通运输中的控制系统应用 (50)9.3 生物医学工程中的控制系统应用 (52)十、课程总结与展望 (54)10.1 课程内容回顾 (54)10.2 自动控制技术的发展趋势 (56)10.3 个人学习与发展建议 (57)一、基本概念与术语在自动化工程领域，自动控制原理是研究如何实现系统的自动化运行和远程监控的科学。
为了更好地理解这一领域，我们需要先明确一些基本概念和术语。
自动控制系统：自动控制系统是一种能够实现对生产过程或设备进行自动调节和控制的网络系统。
《自动控制原理》第一章-自动控制原理精选全文完整版
● 执行环节： 其作用是产生控制量，直接推动被控对象的 控制量发生变化。如电动机、调节阀门等就是执行元件。
常用的名词术语
1.稳定性
一个控制系统能正常工作的首要条件。 稳定系统：当系统受到外部干扰后，输出会偏离正 常工作状态，但是当干扰消失后，系统能够回复到 原来的工作状态，系统的输出不产生上述等幅振荡、 发散振荡或单调增长运动。
2.动态性能指标
反映控制系统输出信号跟随输入信号的变化情况。 当系统输入信号为阶跃函数时，其输出信号称为 阶跃响应。
时，线性系统的输出量也增大或缩小相同倍数。
即若系统的输入为 r(t) 时，对应的输出为 y(t)，则
当输入量为 Kr(t)时，输出量为 Ky(t) 。
（2）非线性系统
● 特点：系统某一环节具有非线性特性，不满足叠加原理。 ● 典型的非线性特性：继电器特性、死区特性、饱和特性、
间隙特性等。
图1-5 典型的非线性特性
对被控对象的控制作用，实现控制任务。
图1-3 闭环控制系统原理框图
Hale Waihona Puke (3)复合控制系统 工作原理：闭环控制与开环控制相结合的一种自动控制系 统。在闭环控制的基础上，附加一个正馈通道，对干扰信 号进行补偿，以达到精确的控制效果。
图1-4 复合控制系统原理框图
2.按系统输入信号分类
（1）恒值控制系统 系统的输入信号是某一恒定的常值，要求系统能够克服 干扰的影响，使输出量在这一常值附近微小变化。
举例：连续生产过程中的恒温、恒压、恒速等自动控制 系统。
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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。
附录：
绘制bode图程序：
g1=tf(16*[1.1],[1,2,16,0]);
margin(g1)
g2=tf(400*[1,7,6],[1,62,136,960,0]); margin(g2)
绘制阶跃相应程序
g1=tf(16*[1.1],[1,2,16,0]);
h=tf([1],[1]);
gc1=feedback(g1,h);
t=0:0.01:10;
step(gc1,t);
grid
g2=tf(400*[1,7,6],[1,62,136,960,0]); h=tf([1],[1]);
gc2=feedback(g2,h);
t=0:0.01:10;
step(gc2,t);
grid。