自动控制系统课程设计任务书范本
自动控制系统课程设计任务书
《自动控制系统》课程设计
一、教学目的
1．培养理论联系实际的设计思想，训练综合运用控制理论和相关课程知识的能力。
2．掌握自动控制原理中各种校正装置的作用及用法，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。
3．学会使用MATLAB语言及Simulink动态仿真工具进行系统仿真与调试。
4．锻炼学生使用模拟机实现控制系统。
5．锻炼学生独立思考、动手解决问题的能力。
二、教学基本要求
了解控制系统设计原则、内容和步骤。
掌握控制器的几种常见算法。
掌握控制器的参数整定方法。
掌握数字仿真软件的使用方法。
学会使用硬件电路搭建模拟控制器。
三、教学内容
1．总结归纳出有实际背景的教学模型分别给各位同学提出设计题目及设计指标要求。
同学经过查阅相关资料，根据各自题目确定合理的控制方式及校正形式完成设计。
2．首先要根据所学控制理论知识（频率法或根轨迹法）进行
人工设计校正装置，初步设计出校正装置传递函数形式及参数。
3．用MATLAB语言及Simulink动态仿真工具，对人工设计系统进行仿真调试，使其满足技术要求，并绘制打印出仿真框图、频率特性图及动态响应图。
4．确定校正装置的电路形式及电路参数。
5．在模拟机上实现控制系统，并按指标要求进行实际调试。
6．完成设计报告
报告包括：
(1) 任务书
(2) 设计思想及设计过程、设计后校验；包括频率特性三条性曲线校正电路确定及参数选择。
(3) MATLAB设计仿真中仿真框图或语言，绘制打印出仿真框图、频率特性，要求的指标，动态特性图。
四、时间分配
五、指导教师分配
S105实验室：
S109实验室：
S110实验室：
六、课程设计题目
1. 已知单位负反馈系统被控对象的传递函数为：
)
10625.0)(12.0(40)(0++=s s s s G 试对系统进行串联校正设计。
使之满足校正后系统开环增益不变，相角裕度︒≥50γ，超调量%10≤σ；（3）调节时间s t s 5.0≤。
2.已知燃油调节控制系统的开环传递函数为：
)
1.01)(25.01(2)(s s s s G p ++= 设计校正环节。
要求静态速度误差系数为10，相位裕度为45°。
3.已知水输送自动控制系统的开环传递函数为：
)
5.0(4)(+=s s s G p 设计校正环节。
要求使其校正后系统静态速度误差系数小于5，闭环主导极点满足阻尼比5.0=ζ和自然频率s rad n /5=ω，相位裕度50°。
4. 已知单位负反馈系统被控对象的开环传递函数为：
)
11.0(100)(0+=s s s G 设计校正环节。
要求使其校正后系统开环剪切频率s rad c /50≥ω5，相角稳定裕度裕度大于45°。
5. 已知单位负反馈系统被控对象的开环传递函数为：
)
12(4)(0+=s s s G 设计校正环节。
要求使其校正后系统单位斜坡响应稳态误差0025.0v e ss ≤；阶跃响应的超调量%15≤σ；相角稳定裕度︒≥45γ；阶跃响应的调节时间s t s 20≤。
《自动控制系统》课程设计任务书.
《电力拖动自动控制系统》课程设计计划、任务与指导书一、课程设计的目的通过电力拖动自动控制系统的设计、了解一般交直流调速系统设计过程及设计要求,并巩固交直流调速系统课程的所学内容,初步具备设计电力拖动自动控制系统的能力。
为今后从事技术工作打下必要的基础。
二、课程设计的要求1、熟悉交直流调速系统设计的一般设计原则,设计内容以及设计程序的要求。
2、掌握控制系统设计制图的基本规范,熟练掌握电气控制部分的新图标。
3、学会收集、分析、运用自动控制系统设计的有关资料和数据。
4、培养独立工作能力、创造能力及综合运用专业知识解决实际工程技术问题的能力。
三、课程设计的内容完成某一给定课题任务,按给出的工艺要求、运用变频调速对系统进行控制。
四、进度安排:共1.5周本课程设计时间共1.5周,进度安排如下:1、设计准备,熟悉有关设计规范,熟悉课题设计要求及内容。
(1.5天2、分析控制要求、控制原理设计控制方案(1.5天3、绘制控制原理图、控制流程图、端子接线图。
(2天4、编制程序、梯形图设计、程序调试说明。
(1.5天5、整理图纸、写课程设计报告。
(1.5天五、课程设计报告内容完成下列课题的课程设计及报告(课题工艺要求由课程设计任务书提供1.退火炉温度控制系统2.变频液位自动控制系统设计3.变频流量自动控制系统设计4.变频供水系统设计5.变频调速恒张力控制系统设计6 变频器在印染机械多电机同步调速系统中应用7..线缆设备恒张力变频器控制设计8 空气压缩机变频调速的设计六、参考书1.陈伯时主编电力拖动自动控制系统(第二版, 机械工业出版社19921.陈伯时, 陈敏逊. 交流调速系统. 机械工业出版社19982.张燕宾著SPWM变频调速应用技术机械工业出版社19973.王兆义主编²《可编程控制器教程》主编4.徐世许主编²《可编程控制器教程原理、应用、网络》主编5.《工厂常用电气设备手册》(第2版上、下册中国电力出版社1.退火炉温度控制系统退火炉温度控制系统由一台上位机操作台、一台SIEMENS S7-200 PLC 控制柜、一台变频器控制柜,3台风机,3台水煤浆输送泵组成。
自动控制系统课设任务书
《自动控制系统》课程设计任务书
一、题目：可控硅—电动机系统速度调节器、电流调节器的设计
二、设计要求：
1、据实际实验装置，测量可控硅—电动机系统参数。
2、根据实际实验装置，测量整流装置及测速发电机的特性。
3、根据测量的实际参量设计双闭环系统的调节器参数。
4、根据设计参数修改系统，检测双闭环系统动态、静态指标。
5、将上述各项结果记录并写出设计报告。
三、设计报告内容：
1、设计任务书。
2、目录。
3、测试条件及测试方法柜概述。
4、参数计算过程。
5、装置运行过程中，参数变化对运行的影响。
6、参考文献。
四、设计参考资料：
1、《电力拖动自动控制系统》第三版，机械工业出版社，陈伯时
2、《自动控制系统实验指导》中央电大。
五、工作环境简介：
1、双闭环调速系统装置一台。
2、直流机组一套。
自控原理课程设计任务书
《自动控制原理课程设计》任务书一、基本情况课程类别：必修课课程学时：1周课程对象：09自动化专升本班二、时间安排三、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；（2）系统校正后，相位裕量。
(每个同学截止频率可选择不同，例如ω=，41，42，43，44，45，46，47，48，49，50)40c题目2：已知单位负反馈系统被控制对象的开环传递函数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 ；（2）系统校正后，相位裕量 。
（3）系统校正后，幅值穿越 频率 。
（截至频率可选择51至60之间） 题目3：已知单位负反馈系统 被控制对象的开环传递函数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 ；（2）系统校正后，相位裕量 。
（3）当 时，系统开环对数频率特性，不应有斜率超过一40dB ／十低频的线段。
题目4：已知单位负反馈系统 被控制对象的开环传递函数200()(0.11)G s s s =+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）系统校正后，相位裕量 。
（2）截至频率'c ω不低于50rad/s .题目5：已知单位负反馈系统 被控制对象的开环传递函数126*10*60()(10)(60)G s s s s =++ 用串联校正的频率域方法对系统进行串联校正设计。
自动控制系统课程设计指导书
一、自动控制系统课程设计任务 （一）目的1、掌握自动控制系统的分析与控制器设计方法。
2、掌握基于MATLAB 的系统仿真方法3、掌握基于实验方法确定系统模型参数的方法4、掌握基于物理对象的控制系统的调试方法5、培养编制技术总结报告的能力。
（二）控制对象课程设计提供了五个物理对象以进行系统设计。
1．双容水箱系统 2．温度控制系统 3．磁浮球实验装置 4．直流电动机系统 5．倒立摆实验装置 （三）指标要求1．双容水箱性能指标要求： 衰减率4:1～10:1,超调量%10≤pM，调节时间st s15≤，稳态误差0=sse2．温度控制系统性能指标要求： 衰减率4:1～10:1,超调量%10≤pM，调节时间st s15≤，稳态误差0=sse3．磁浮球实验装置性能指标要求：系统在强阻尼和弱阻尼两种状态下，实现在任意位置下的平衡控制 系统可跟踪0～10Hz 的正弦信号 （四）课程设计内容（1）系统分析根据被控对象的数学模型，应用控制理论系统分析的方法，对被控对象的性能进行分析（时域、频域）。
（2）系统设计根据性能指标的要求，进行系统方案论证，进行相关控制器或控制算法设计。
（3）系统仿真在MATLAB的Simulink仿真平台下，进行系统仿真，验证控制算法的可行性、抗干扰性以及参数变化对系统的影响。
（4）系统实现搭建相关控制器或编写相应的控制算法，对所选的物理对象进行实时控制，并进行相关控制器的调试，使系统正常工作时满足性能指标的要求。
（5）系统模型参数的获取设计相关实验，获取系统模型参数。
（6）参数变化对系统性能的影响设计实验，获取数据，分析控制参数对系统性能的影响。
（三）课程设计步骤（1）准备阶段了解所研究实验对象的特性，阅读相关文献资料，确定系统控制方案，进行相关控制器设计，相关实验设计。
（2）开题汇报准备5～8分钟PPT，进行汇报。
内容如下：1．研究对象的数学模型及特性分析2．控制系统的性能指标要求3．拟采用的控制结构与控制方法，简述其特点4．拟采用的实验步骤及理想的实验曲线5．模型参数获取的实验设计（3）实验过程根据系统设计工作进行软硬件实验调试，获取相关的实验数据及性能指标。
自动控制系统课程设计说明书.
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课程设计说明书（论文）课程名称：自动控制理论课程设计设计题目：直线一级倒立摆控制器设计院系：电气学院电气工程系班级：设计者：学号：指导教师：设计时间：2016.6.6-2016.6.19手机号码：哈尔滨工业大学教务处直线一级倒立摆控制器设计摘要：采用牛顿—欧拉方法建立了直线一级倒立摆系统的数学模型。
采用MATLAB 分析了系统开环时倒立摆的不稳定性，运用根轨迹法设计了控制器，增加了系统的零极点以保证系统稳定。
采用固高科技所提供的控制器程序在MATLAB中进行仿真分析，将电脑与倒立摆连接进行实时控制。
在MATLAB中分析了系统的动态响应与稳态指标，检验了自动控制理论的正确性和实用性。
0.引言摆是进行控制理论研究的典型实验平台，可以分为倒立摆和顺摆。
许多抽象的控制理论概念如系统稳定性、可控性和系统抗干扰能力等，都可以通过倒立摆系统实验直观的表现出来，通过倒立摆系统实验来验证我们所学的控制理论和算法，非常的直观、简便，在轻松的实验中对所学课程加深了理解。
由于倒立摆系统本身所具有的高阶次、不稳定、多变量、非线性和强耦合特性，许多现代控制理论的研究人员一直将它视为典型的研究对象，不断从中发掘出新的控制策略和控制方法。
本次课程设计中以一阶倒立摆为被控对象，了解了用古典控制理论设计控制器(如PID控制器)的设计方法和用现代控制理论设计控制器(极点配置)的设计方法，掌握MATLAB仿真软件的使用方法及控制系统的调试方法。
1.系统建模一级倒立摆系统结构示意图和系统框图如下。
其基本的工作过程是光电码盘1采集伺服小车的速度、位移信号并反馈给伺服和运动控制卡，光电码盘2采集摆杆的角度、角速度信号并反馈给运动控制卡，计算机从运动控制卡中读取实时数据，确定控制决策(小车运动方向、移动速度、加速度等)，并由运动控制卡来实现该控制决策，产生相应的控制量，使电机转动，通过皮带带动小车运动从而保持摆杆平衡。
《自动控制系统》课程设计任务书
《自动控制系统》课程设计任务书适用：自动化专业、电气工程及自动化专业编写：自动化教研室时间：2009年5月设计题目-----转速电流双闭环不可逆直流调速系统设计一、课程设计的主要任务（一）系统各环节选型1、主回路方案确定。
2、控制回路选择：给定器、调节放大器、触发器、稳压电源、电流截止环节，调节器锁零电路、电流、电压检测环节、同步变压器接线方式（须对以上环节画出线路图，说明其原理）。
（二）主要电气设备的计算和选择1、整流变压器计算：变压器原副方电压、电流、容量以及联接组别选择。
2、晶闸管整流元件：电压定额、电流定额计算及定额选择。
3、系统各主要保护环节的设计：快速熔断器计算选择、阻容保护计算选择计算。
4、平波电抗器选择计算。
（三）系统参数计算1、电流调节器ACR 中i i R C 、 计算。
2、转速调节器ASR 中n n R C 、 计算。
3、动态性能指标计算。
（四）画出双闭环调速系统电气原理图。
使用A1或A2图纸，并画出动态框图和波德图（在设计说明书中）。
二、基本要求1、使学生进一步熟悉和掌握单、双闭环直流调速系统工作原理，了解工程设计的基本方法和步骤。
2、熟练掌握主电路结构选择方法，主电路元器件的选型计算方法。
3、熟练掌握过电压、过电流保护方式的配置及其整定计算。
4、掌握触发电路的选型、设计方法。
5、掌握同步电压相位的选择方法。
6、掌握速度调节器、电流调节器的典型设计方法。
7、掌握电气系统线路图绘制方法。
8、掌握撰写课程设计报告的方法。
三、 课程设计原始数据A 组：直流他励电动机：功率P e ＝1.1KW ，额定电流I e =6.7A ，磁极对数P=1，n e =1500r/min,励磁电压220V,电枢绕组电阻R a =2.34Ω,主电路总电阻R ＝7Ω，L ∑＝246.25Mh(电枢电感、平波电感和变压器电感之和)，K s =58.4，机电时间常数T m =116.2ms ，滤波时间常数T on =T oi =0.00235s ，过载倍数λ＝1.5，电流给定最大值 10V U im =*，速度给定最大值 10V U n =*,β＝0.77V/A ，α＝0.007 Vmin ／r设计要求：稳态指标：无静差；动态指标：电流超调量%5≤i σ；空载起动到额定转速时的转速超调量%10%<n σ。
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1电枢控制式直流电动机的原理图如下：系统中的参量为：R.为电枢绕组的电阻（欧）;L.为电枢绕细的电感（亨）；.为电枢绕组的电流（安〉；if 为磁场的电流（安）;u.为作用到电枢上的电压（伏）;e b为反电动势（伏）：。
为电动机轴的角位移（弧度）；Mv 为电动机转矩（公斤米）：J为电动机和负载折合到电动机轴上的转动惯量（公斤米秒2 ) ;f 为电动机和负载折合到电动机轴上的粘性摩擦系数（公斤米／弧度／秒）；KM为电动机转矩常数：Kb为反电动势常数：并设信号源内阻抗为零。
要求：（1）列出原始微分方程：（2）绘制系统的结构图：（3）确定系统的传递函数G(s) = 0 (s) /U.(s) ;（4）当L.=2 亨，f = -2 公斤米／弧度／秒，J= O. 5 公斤米秒2 , R.=4 欧，KM=3 , Ki,=5 时，求：Gk (s），并以Gk (s）为开环传递函数作出根轨迹。
（5）采用你认为的最佳方法对Gk (s）进行校正，使Gk (s）的参数最优。
自动控制原理课程设计任务书2打印机打印头控制系统如图所示，采用皮带传动、直流电机驱动，其中传送皮带弹性系数k=20N/m，打印头质量为m=0. 2kg，光电位移传感器的灵敏度lv/m，皮带轮的半径都为0. 15m，电机忽略电感，电阻R=2 欧，扭矩常数为：km=2Nm/A, 系统转动惯量为J=0.0kg. m2，系统的阻尼折合到电机处b=0. 25Nms/rad 。
要求：(1) 分析系统性能，如果采用速度副反馈进行校正，反馈系数为0. 1，再计算系统性能。
( 2 ) 要求系统调节时间为0. ls，超调量小于10%，稳态误差小于1%，试用频率法进行校正。
( 3) 如果采用PI校正，试用根轨迹法确定系数。
自动控制原理课程设计任务书3已知一光源自动跟踪系统，利用帆板上一对光敏元件检测光能，当帆板偏离光源时，光敏元件产生电压差并通过放大后驱动电机转动，使太阳能帆板对准光源，如图示，其中，电机Ra=l.75;La=2.83e-3;Vc=Kv*Wa，表示转子旋转产生的电动势，Kv=0.093 ;电机产生的电磁力矩T=Kt*I，Kt=0.0924；电机及负载的转动惯量J=30e-6m s；阻力矩为T = B*wa，其中B=5e-3。
【设计】自动控制系统课程设计转速单闭环直流电机调速系统设计与仿真
【关键字】设计东北大学秦皇岛分校控制工程学院《自动控制系统》课程设计设计题目：转速单闭环直流电机调速系统设计与仿真学生：张海松专业：自动化班级学号：指导教师：王立夫设计时间：2012年6月27日东北大学秦皇岛分校控制工程学院《自动控制系统》课程设计任务书专业：自动化班级：509 学生姓名：设计题目：转速单闭环直流电机调速系统设计与仿真一、设计实验条件实验设备：PC机二、设计任务直流电机额定电压，额定电枢电流，额定转速，电枢回路总电阻，电感，励磁电阻，励磁电感，互感，，允许过载倍数。
晶闸管装置放大系数：，时间常数：，设计要求：对转速环进行设计，并用Matlab仿真分析其设计结果。
目录绪论--------------------------------------------------------------------------------11.转速单闭环调速系统设计意义-----------------------------12.原系统的动态结构图及稳定性的分析-----------------------22.1 转速负反应单闭环控制系统组成-----------------------22.2 转速负反应单闭环控制系统的工作原理-----------------33.调节器的选择及设计-------------------------------------33.1调节器的选择- --------------------------------------33.2 PI调节器的设计--- ---------------------------------44.Mat lab仿真及结果分析----------------------------------74.1 simulink实现上述直流电机模型-----------------------74.2 参数设置并进行仿真---------------------------------74.3结果分析--------------------------------- ---------155.课设中遇到的问题--------------------------------------166.结束语- ---------------------------------------------17参考文献- ---------------------------------------------17转速单闭环直流电机调速系统设计与仿真绪论直流电动机由于调速性能好，启动、制动和过载转矩大，便于控制等特点，是许多高性能要求的生产机械的理想电动机。
(完整版)自动控制系统毕业课程设计任务书
《专业课程综合训练》要求课程的性质和目的专业课程综合训练是机械制造及其自动化专业的一门必修主要实践课，是本专业学生对所学主要专业课的综合应用，可以使其基本掌握一般机电控制系统的设计方法及步骤。
综合运用所学的基础知识和技能，进一步提高学生的设计能力，培养学生创新意识和创新能力，提高控制系统分析设计的总体意识和工程实践能力。
二、课程的教学内容要求：设计内容要求：自愿结合成立设计小组，完成一个机械产品控制系统设计的整个过程。
设计之前必须经过广泛调研，必须体现一定创新性。
初步确定控制系统类型，进行运动分析和确定控制系统的输入输出条件及安全保护措施。
确定控制系统方案，拟订电气控制图根据主电路、控制电路、辅助电路图分析计算电气参数并选择适合的电气元件。
系统性能验算。
三．学时分配结束后以电子文档和纸质文档的形式提交的成果：1．4000字左右的课程设计论文2、电气元件列表；3．绘制的工作状态图、控制原理图（若为PLC控制，绘PLC的接线图与梯形图及程序。
）4．有机械设计的完成设计分析计算及CAD制图题目一液压动力头控制系统设计（一）设计二次工作进给的液压动力滑台的PLC控制系统。
要求能手动控制与自动控制。
手动控制能实现点动、工进、快进、快退及无条件返回，而自动控制能实现单步、单周期和连续操作。
电机工作参数为：电机计算功率供电电压工作电流同步转速动力头电机M1：10.5kW 380V 18.6A 1500rmin 液压泵电机M2： 1.1kW 380V 2.5A 1500rmin冷却泵电机M3：0.142kW 380V 0.4A 3000rmin工作状态如下图所示:题目二液压动力头控制系统设计（二）设计二次工作进给的液压动力滑台的PLC控制系统。
要求能实现点动、自动控制及无条件返回。
电机工作参数为：电机计算功率供电电压工作电流同步转速动力头电机M1： 6.1kW 380V 11.6A 1500rmin液压泵电机M2：0.8kW 380V 1.8A 1500rmin冷却泵电机M3：0.14kW 380V 0.41A 3000rmin工作状态如下图所示:题目三液压动力头控制系统设计（三）设计二次工作进给的液压动力滑台的继电器控制系统。
自动控制系统课设任务书2012
双闭环晶闸管不可逆直流调速系统课程设计任务书本设计任务书是为了完成自动控制系统课程设计，选用双闭环晶闸管不可逆直流调速系统作为设计对象，将理论应用到实际中解决问题，达到工程锻炼的目的。
一、课程设计目的（1）了解闭环不可逆直流调速系统的原理、组成及各主要单元部件的原理。
（2）握双闭环不可逆直流调速系统的速度调节器和电流调节器的设计方法。
(3) 掌握双闭环不可逆直流调速系统的调试步骤、方法及参数的整定。
(4) 研究调节器参数对系统动态性能的影响。
二、转速、电流双闭环调速系统原理双闭环直流调速系统是由电流和转速两个调节器进行综合调节，可获得良好的静、动态性能（两个调节器均采用PI 调节器），由于调整系统的主要参量为转速，故将转速环作为主环放在外面，电流环作为副环放在里面构成转速、电流双闭环调速系统。
实验系统的原理框图组成如下：图1 双闭环直流调速系统原理框图启动时，加入给定电压U g ，“速度调节器”即以饱和限幅值输出，使电动机以限定的最大启动电流加速启动，直到电机转速达到给定转速(即U g =U fn )， “速度调节器”开始退出饱和，最后电机在给定转速下稳定运行。
系统工作时，要先给电动机加励磁，改变给定电压U g 的大小即可方便地改变电动机的转速。
“电流调节器”、“速度调节器”均设有限幅环节，“速度调节器”的输出作为“电流调节器”的给定，利用“速度调节器”的输出限幅可达到限制启动电流的目的。
“电流调节器”的输出作为“触发电路”的控制电压U ct ，利用“电流调节器”的输出限幅可达到限制αmin 的目的。
三、课程设计内容(1) 根据给定的动态、静态性能指标设计转速调节器和电流调节器。
（2）各控制单元调试，设定转速调节器、电流调节器的限幅值，设定电流反馈系数β、转速反馈系数α等。
（3）观察、记录系统起动时转速波形，并调正转速调节器和电流调节器的参数，使系统满足设计要求。
四、系统有关参数及设计指标（仅供参考）Ω=53.39R ,m 1.1T oi =,ms 50T on =H 5305.0L L L d a =+=22NM 1617.0GD =1247.0C e =,1909.1C M =ms 70T m =,ms 6T l =5i ≤σ%, 12n ≤σ% 注意R0以装置提供为主，Ks 以实际为主 五、预习要求(1)阅读电力拖动自动控制系统教材中有关双闭环直流调速系统的内容，掌握双闭环直流调速系统的工作原理。