控制系统设计作业(DOC)
《控制电路》作业设计方案
《控制电路》作业设计方案第一课时一、设计背景控制电路是电子学中的重要课程之一，它是电子学、自动控制等相关领域的基础。
通过学习控制电路，可以帮助学生理解信号处理、系统控制等概念，培养其解决实际问题的能力。
因此，设计一份生动有趣的控制电路作业，对学生的学习和发展具有积极的促进作用。
二、设计目的1. 帮助学生巩固掌握控制电路的基本原理和方法；2. 提高学生的实际动手能力，培养其独立设计控制电路的能力；3. 激发学生对控制电路的兴趣，培养其创新思维和实践能力。
三、设计内容1. 设计一个简单的门铃控制电路，要求能够实现门铃的响铃和停止功能。
2. 设计一个温度控制电路，要求能够实现根据温度显示不同的LED灯状态。
3. 设计一个电动汽车的速度控制电路，要求能够实现电动汽车的加速和减速功能。
四、设计步骤1. 确定设计的基本原理和要求，分析设计的难点和重点，制定详细的计划。
2. 准备实验材料和工具，包括电路板、元器件、焊接工具等。
3. 按照设计要求进行电路布线和焊接，注意电路连接的准确性和稳定性。
4. 进行电路测试和调试，确保电路正常工作并满足设计要求。
5. 完成实验报告，总结设计过程中的经验和教训，提出改进建议。
五、设计要求1. 独立完成设计，不得抄袭他人作品；2. 设计过程中要注意安全，并按照相关规定进行操作；3. 设计报告要求详实，包括设计原理、电路图、实验结果等内容；4. 设计作业要按时提交，延迟提交按学校规定扣分。
六、评价标准1. 设计的创新性和实用性；2. 设计的完成度和准确性；3. 设计的实现效果和稳定性；4. 设计的完整性和规范性。
七、设计总结通过这次设计，学生能够深入了解控制电路的原理和实践方法，提高其实际动手能力和解决问题的能力。
同时，也能够激发学生对电子学的热情，培养其创新思维和实践能力，为其未来的学习和发展奠定良好的基础。
希望学生能够认真对待设计，不断提高自身的能力和素质，为将来的发展做好准备。
计算机控制系统作业参考答案
《计算机控制系统》作业参考答案作业一第一章1.1什么是计算机控制系统？画出典型计算机控制系统的方框图。
答：计算机控制系统又称数字控制系统,是指计算机参与控制的自动控制系统,既:用算机代替模拟控制装置,对被控对象进行调节和控制. 控制系统中的计算机是由硬件和软件两部分组成的.硬件部分: 计算机控制系统的硬件主要是由主机、外部设备、过程输入输出设备组成; 软件部分: 软件是各种程序的统称，通常分为系统软件和应用软件。
图1.3-2 典型的数字控制系统1.2.计算机控制系统有哪几种典型的类型？各有什么特点。
答：计算机控制系统系统一般可分为四种类型：①数据处理、操作指导控制系统；计算机对被控对象不起直接控制作用,计算机对传感器产生的参数巡回检测、处理、分析、记录和越限报警，由此可以预报控制对象的运行趋势。
②直接数字控制系统；一台计算机可以代替多台模拟调节器的功能，除了能实现PID调节规律外, 还能实现多回路串级控制、前馈控制、纯滞后补偿控制、多变量解藕控制，以及自适应、自学习,最优控制等复杂的控制。
③监督计算机控制系统；它是由两级计算机控制系统：第一级DDC计算机, 完成直接数字控制功能；第二级SCC计算机根据生产过程提供的数据和数学模型进行必要的运算，给DDC计算机提供最佳给定值和最优控制量等。
④分布式计算机控制系统。
以微处理机为核心的基本控制单元，经高速数据通道与上一级监督计算机和CRT操作站相连。
1.3.计算机控制系统与连续控制系统主要区别是什么？计算机控制系统有哪些优点？答：计算机控制系统与连续控制系统主要区别：计算机控制系统又称数字控制系统,是指计算机参与控制的自动控制系统,既:用计算机代替模拟控制装置,对被控对象进行调节和控制。
与采用模拟调节器组成的控制系统相比较，计算机控制系统具有以下的优点：(1)控制规律灵活，可以在线修改。
(2)可以实现复杂的控制规律，提高系统的性能指标.(3)抗干扰能力强，稳定性好。
搬运机械手电气控制系统设计
目录第1章概述 (1)1.1 PLC简介 (1)1.2机械手概述 (1)1.3 机械手控制系统设计步骤 (2)第2章控制方案论证 (3)2.1 搬运机械手的设计原理 (3)2.2 PLC的选取 (4)第3章控制系统硬件电路设计 (7)3.1传送带A,B主电路图及传送带B的控制电路图 (7)3.2PLC控制面板及接口电路图 (8)第4章控制系统软件设计 (10)4.1控制系统的软件设计原理 (10)4.2梯形图 (12)第5章控制系统调试 (14)5.1 控制系统的调试过程 (14)总结 (15)参考文献 (16)附录 (17)第1章概述1.1PLC简介自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）取代传统继电器控制装置以来，PLC得到了快速发展，在世界各地得到了广泛应用。
同时，PLC的功能也不断完善。
随着计算机技术、信号处理技术、控制技术网络技术的不断发展和用户需求的不断提高，PLC在开关量处理的基础上增加了模拟量处理和运动控制等功能。
今天的PLC 不再局限于逻辑控制，在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分重要的作用。
通用PLC应用于专用设备时可以认为它就是一个嵌入式控制器，但PLC相对一般嵌入式控制器而方具有更高的可靠性和更好的稳定性。
实际工作中碰到的一些用户原来采用嵌入式控制器，现在正逐步用通用PLC或定制PLC取代嵌入式控制器。
1.2机械手概述工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。
工业机械手是工业机器人的一个重要分支。
它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。
机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。
机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。
控制系统设计考题样题
一、简要回答下列问题 （16分）1、控制系统设计的一般步骤；2、反馈控制系统对测量元件的基本要求；3、调节系统和位置随动系统的相同点和区别是什么；4、直流PWM 功率放大器组成及工作原理。
二、求 )s g n (2121)(t t r +=的频谱。
（10分）三、小车在钢轨上运动，需选用直流永磁力矩电机直接驱动。
已知：小车满载重量G =500N ，车轮半径R =0.2m ，轨道滚动摩擦系数f =0.002。
要求：V m =1.2m/s ；a m =0.2m/s 2；△m ≤0.1m ；零状态下，阶跃信号作用，t s ≤3s （20分）四、某压力传感器，其规格为100kgf/cm 2，灵敏度为10mv/v （即每伏电源电压对应输出10毫伏），工作电压为15V ±0.8%，非线性指标e f ≤0.6%，迟滞指标为e t ≤0.8%，温度零点漂移指标为e T ≤0.003/C °F.S ，测量温度为40°C ，试求该传感器的误差为多少？折合成压力时的误差为多少？(20分) 五、已知船舶横摇角与海浪波倾角传递函数为=Φ）（）（S S α12122++S T S T ξ，已知船舶的横摇周期为8秒，2ξ=0.3，由实测数据求的横摇角谱为S φ（ω），试求海浪波倾角谱密度S α（ω），并据此写出波倾角α（t ）的方差和平均周期公式。
（20分） 六、图示系统输出端存在测量噪声，已知：)()(ϖϖj S j S n x 和，若x (t )和n (t )不相关，试证明：用相关法求的被测系统的频率特性G （ϖj ）= ）（）（ϖϖj S j S x xy 不受n (t )的影响，并求出)()(ˆϖϖj S j S y y 和。
（14分）一、简要回答下列问题（20分）5、简述减小或消除控制系统原理稳态误差的措施；6、反馈控制系统设计中误差分配原则是什么；7、阐述三种动态性能指标的特点及其转换表述；8、伺服系统对PWM功率放大装置的要求。
(完整版)基于plc的机械手控制系统设计
前言随着我国工业生产的飞跃发展，自动化程度的迅速提高，实现工件的装卸、转向、输送或操持焊枪、喷枪、扳手等工具进行加工、装配等作业的自动化，已愈来愈引起人们的重视。
机械手是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。
近年来，随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。
机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。
在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械手”。
机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动、不知疲劳、不怕危险、抓举重物的力量比人手大等特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用，生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率；可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产；尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中，它代替人进行正常的工作，意义更为重大。
本文将通过西门子PLC控制机械手，PLC是可编程控制器（Programmable Logic Controller）的简称，是在继电顺序控制基础上发展起来的以微处理器为核心的通用的工业自动化控制装置。
随着电子技术和计算机技术的迅猛发展，PLC的功能也越来越强大，更多地具有计算机的功能。
目前PLC已经在智能化、网络化方面取得了很好的发展。
该系统利用西门子PLC，在步进电机驱动下，完成对机械手在搬运过程中的下降、夹紧、上升、右旋、下降、放松、上升、左旋等全过程自动化控制，并对非正常情况实行自动报警和自动保护，实现企业的机电一体化，提高企业的生产效率。
1机械手概述1.1机械手简介机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。
它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
自动运料小车电气控制设计.(DOC)
1引言课程设计目的在于使学生在实习过程中能够理论联系实际，在实际中充分利用所学理论知识分析和研究实际生产过程中出现的各类技术问题，巩固和扩大所学知识面，为以后走向工作岗位打下一定的基础。
在实习过程中，通过动手实践，是学生掌握控制程序、电力电子系统和计算机控制系统等方面的实际知识，并能对所学的专业基础知识进行仿真和调试，了解现场主要设备的用途和电气线路的作用、原理和电气性能。
随着工业的发展，自动化已经成为了现代工业的代名词。
自动运料小车的电气控制设计就是为了适应日益发展的工业生产需求。
自动控制系统的出现大大加快了生产的速度，加快了工业的发展进程。
各种紧密仪器的出现也得益于自动控制系统的作用。
早期运料小车电气控制系统多为“继电器—接触器”组成的复杂系统，但这种系统存在设计周期长、体积大、成本高、可靠性差、功耗高、噪声大、缺乏通用性和灵活性等缺陷。
在实际生产中。
由于存在大量用开关量控制的简单的程序控制过程，而实际生产工艺和流程又是经常变化的，因而传统的继电器接触器控制系统不能满足这种要求。
随着可编程控制器的出现，提高了电气空盒子的灵活性和通用性，其控制功能和控制精度都得到了很大的提高。
PLC完全能够适应恶劣的工业环境。
PLC具备了计算机控制和继电器控制系统量方面的优点，目前在世界各国已作为一种标准化通用设备普遍应用于工业控制。
可编程控制器的广泛应用对于工业的发展具有转折性的影响。
基于PLC的运料小车控制系统，结构简单，体积小，功耗低，大大的提高了效率，降低成本。
2常规电气控制2.1 工艺流程图2-1 小车运料示意图某反应炉由一台小功率三相异步电动机拖动的自动运料小车，其动作顺序与控制要求如下：（1）小车由原位起动前进到1位（A料场）自动停留T1（2min），装A料。
（2）1位装A料完毕，自动返回原位，并停留T2（150s）进行卸料。
（3）卸料完毕，自动前进经1位不停留直到2位（B料场）自动停留T3（100s），装B料。
控制系统的设计习题解答(精).docx
第6章控制系统的设计6.1学习要点1控制系统校正的概念，常用的校正方法、方式;2各种校正方法、方式的特点和适用性；3各种校正方法、方式的一般步骤。
6.2思考与习题祥解题6.1校正有哪些方法？各有何特点？答：控制系统校正有根轨迹方法和频率特性方法。
根轨迹法是一种直观的图解方法，它显示了当系统某一参数（通常为开环放大系数）从零变化到无穷大时，如何根据开环零极点的位置确定全部闭环极点的位置。
因此，根轨迹校正方法是根据系统给定的动态性能指标确定主导极点位置，通过适当配置开环零极点，改变根轨迹走向与分布，使其通过期望的主导极点，从而满足系统性能要求。
频率特性是系统或元件对不同频率正弦输入信号的响应特性。
频域特性简明地表示出了系统各参数对动态特性的影响以及系统对噪声和参数变化的敏感程度。
因此，频率特性校正方法是根据系统性能要求，通过适当增加校正环节改变频率特性形状，使其具有合适的高频、中频、低频特性和稳定裕量，以得到满意的闭环品质。
由于波德图能比较直观的表示改变放大系数和其他参数对频率特性的影响，所以，在用频率法进行校正时，常常采用波德图方法。
系统校正要求通常是由使用单位和被控对象的设计单位以性能指标的形式提出。
性能指标主要有时域和频域两种提法。
针对时域性能指标，通常用根轨迹法比较方便；针对频域性能指标，用频率法更为直接。
根轨迹法是一种直接的方法，常以超调量3% 和调节时间匚作为指标来校正系统。
频域法是一种间接的方法，常以相位裕量和速度误差系数作为指标来校正系统。
题6. 2校正有哪些方式？各有何特点？答：校正有串联校正方式和反馈校正方式。
校正装置串联在系统前向通道中的连接方式称为串联校正。
校正装置接在系统的局部反馈通道中的连接方式称为反馈校正。
如图6.1所示。
图6.1串联校正和反馈校正串联校正方式因其实现简单而最为常见。
反馈校正除能获得串联校正类似的校正效果外，还具有串联校正所不具备的特点：(1)在局部反馈校正中，信号从高能级被引向低能级，因此不需要经过放大；⑵能消除外界扰动或反馈环内部系统参数波动对系统控制性能的影响，提供系统更好的抗干扰能力。
过程控制大作业Word版
学号：B11040924 姓名：刘华
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1. 系统设计方案概述 本次设计采用串级控制系统对水塔温度进行控制。 过程控制系统由过程检测、变送和控制仪表、执行装置等组成，通过各种类型的仪
表完成对过程变量的检测、变送和控制，并经执行装置作用于生产过程。 串级控制系统是两只调节器串联起来工作，其中一个调节器的输出作为另一个调节
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仿真波形如图 1.2 所示。
3.系统对象特性设计
图 1.2 串级控制系统仿真波形
水塔温度串级控制系统选择水塔温度为主被控对象，副被控对象为上水流量。当水 塔温度变化的时候，通过控制上水流量改变水塔温度，并最终使其恒定。
主被控对象：水塔温度
副被控对象：上水流量
= 1）
（2—
=
（2—
图 2.1 采样检测电路
A/D 转换电路采用 ADC0809 转换器。将采集来的模拟信号转换成数字信号输出转换 完成的信号 EOC 经反相器接单片机的 P3.2 口，A/D 转换电路如图 2.2 所示。
4.控制器设计
图 2.2 A/D 转换电路
选用单片机作为控制器，对水塔温度进行控制。单片机以其功能强、体积小、可靠 性高、造价低和开发周期短等优点，称为自动化和各个测控领域中广泛应用的器件，在 工业生产中称为必不可少的器件，尤其是在日常生活中发挥的作用也越来越大。
图 1.1 水塔温度串级控制系统框图
图 1.2 水塔温度串级控制系统原理图
2. 水塔温度串级控制系统仿真 水塔温度串级控制系统仿真，积分环节 Initial=0，两个检测变送环节参数设定时
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间常数 T=0.01s，扰动通道传函为时间常数 T=2s。输入信号和扰动信号皆为单位阶跃信 号。扰动作用时间 F1 为 step time=50s，
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第一题：现控有哪些控制器结构，各有何特点，作用，用在什么场合？答：（1）状态反馈：特点：1、状态反馈将系统的每个状态变量乘以相应的反馈系数，然后反馈到输入端与参考输入相加形成控制律，作为受控系统的控制输入；2、不增加系统的维数（状态反馈解耦时也不增加系统的维数）；3、比不增加补偿器的输入反馈的效果要好；4、不增加新的状态变量；5、反馈增益阵是常矩阵，反馈为线性反馈；6、不改变受控系统的能控性，但不保证系统的能观性不变；7、对于完全能控的单输入系统能实现闭环极点的任意配置，而且不影响原系统零点的分布，但如果故意制造零极点对消，那么此时闭环系统将是不能观的；8、系统能镇定的充要条件是不能控子系统为渐近稳定。
作用：状态反馈增益阵K的引入不增加系统的维数，但可通过K的选择自由地改变闭环系统的特征值，从而是系统获得所要求的性能。
场合：（2）输出反馈：特点：1、采用输出矢量y构成线性反馈律；2、在技术实现上的方便性；3、输入反馈的HC和状态反馈的K相当，由于m<n，H可供选择的自由度远比K小，所以输入反馈只相当于一种部分状态反馈，只有当C=I时，HC=K，才能等同于全状态反馈，因此在不增加补偿器的情况下，输入反馈的效果不如状态反馈。
4、不增加系统的维数；5、不增加新的状态变量；6、反馈增益阵是常矩阵，反馈为线性反馈；7、不改变受控系统的能控性和能观性；8、对于完全能控的单输入-单输出系统不能实现闭环极点的任意配置；9、系统输出反馈能镇定的充要条件是其结构分解中的能控且能观子系统是输出反馈能镇定的，其余子系统是渐近稳定的。
作用：输出反馈增益阵H可以改变闭环系统的特征值，从而改变系统的控制性能；场合：（3）从输出到状态矢量导数 x：特点：1、加入从输出y到状态矢量导数的反馈增益阵G；2、不增加新的状态变量；3、反馈增益阵是常矩阵，反馈为线性反馈；3、对系统实现闭环极点任意配置的充要条件是该系统完全能观；4、系统能镇定的充要条件是其不能观子系统为渐近稳定。
作用：通过选择矩阵G改变系统的闭环特征值，从而影响系统的特性。
场合：（4）动态补偿器：特点：1、通过引入动态子系统来改善系统性能，这种动态子系统称为动态补偿器；2、系统维数等于受控系统和动态补偿器二者维数之和；3、具有串联连接和反馈连接两种形式，采用反馈连接比串联连接容易获得更好的性能；4、对于完全能控的单输入-单输出系统能实现闭环极点的任意配置的条件是1）该系统完全能观，2）动态补偿器的阶数为n-1（如果不要求“任意”配置，则动态补偿器的阶数可以进一步降低）作用：改善系统性能。
场合：使用状态观测器的状态反馈系统。
（5）前馈补偿器：特点：1、串接一个在待解耦系统的前面，使串联组合系统的传递函数矩阵称为对角型的有理函数矩阵；2、会使系统的维数增加。
作用：在解耦系统的具体综合问题中，使系统解耦。
场合：应用在解耦系统的具体综合问题中。
（6）状态观测器：特点：1、以系统的输入u和输出y为其输出量；2、线性定常系统的状态观测器存在的充要条件是系统的不能观子系统为渐近稳定的；3、系统必须完全能观，或其不能观子系统是渐近稳定的；4、观测器应有足够宽的频带（但从抑制干扰的角度看，又希望频带不要太宽）；5、观测器在结构上应尽可能简单，即具有尽可能低的维度，以便于物理实现；6、只要系统能控能观，则系统的状态反馈矩阵和观测器反馈矩阵可分别进行设计。
作用：解决了在确定性条件下受控系统的状态重构问题，从而使状态反馈成为一种可实现的控制律。
场合：应用于确定性条件下受控系统的状态重构问题。
第二题：控制器结构有哪些？具体的控制器有哪些，各有什么用？（PID类，超前-滞后类，陷波类，零极点对消类，小回路类（三回路干什么用？为什么？），前馈类，复合控制类）答：（一）控制器结构：1、串联校正；2、反馈校正；3、状态反馈校正：高阶系统需要较多的传感器来求得数目众多的状态变量，不经济；即使是低阶系统，往往也需要观测器来估计一部分状态变量；4、串联-反馈校正；5、前馈校正：控制器不在闭环里，所以原系统的特征根不受影响；前三个都是一自由度的结构，能实现的性能指标受到限制，4和5是二自由度结构。
（二）具体的控制器：1、PID类：控制量是误差信号的比例与积分和微分相加，容易在时域里实现和观察，这类控制器通常用时域方法来实现。
（1）PD控制器：特点：1、只需要两个运算放大器来实现;2、Kd越大，所需的电容值越大；3、他是一个高通滤波器；4、会放大高频噪声；5、通常会提高带宽和减少上升时间和调整时间；6、增大阻尼，减少超调量；7、增大增益裕度、相角裕度和Mr。
（2）PI控制器：特点：1、增大阻尼，减少超调；2、增加上升时间；3、减小带宽;4、增加增益裕度、相角裕度和Mr；5、过滤高频噪声；6、选择Ki和Kp使电路的电容值不至于过大很难；7、他是一个低通滤波器（3）PID控制器：特点：1、具有PI和PD的优点；2、是一个带通滤波器。
2、超前-滞后类：通常在频域里设计。
(1)相位超前控制器：特点：1、增加阻尼，通常降低上升和调整时间；2、会降低前向通道的传递函数靠近增益穿越频率的相位，从而增加相位裕度；3、减小前向通道传递函数的幅频特性曲线上在增益穿越频率处的斜率，从而增加增益和相角裕度；4、增加带宽，从而加快响应速度；5、不影响稳态误差；6、如果原系统不稳定或稳定裕度很小，使用单级超前控制会使带宽增加很多，从而难过滤从输入引入的噪声，但会对提高从靠近输出的地方引入的噪声的过滤能力，同时也会提高系统的鲁棒性；7、如果原系统不稳定或稳定裕度很小，使用单级超前控制很难奏效除非将放大器增益K设定为补偿 ，这将导致放大器增益很高，从而很不经济；8、单级超前可能会导致系统条件稳定；9、单级超前能补偿的相位不超过90度。
（2）相位滞后控制器：特点：1、增加系统的相对稳定性；2、减小带宽；3、增加上升时间和调整时间；4、系统对参数变化更敏感。
3、陷波类：1、用来消除非常靠近虚轴使系统震荡或不稳定的复极点；2、不必精确消除；3、能增加线性系统的稳定性；4、不影响系统的高频和低频性能。
(1)以零极点对消设计的陷波控制器；(2)陷波-相位滞后控制器；(3)陷波-PI控制器。
4、前馈类：1、一般与反馈同时作用使系统具有二自由度，这样反馈控制器中不能被过程传递函数消除的零点可以由前馈控制器来消除，同时保证闭环特征方程不变；2、也可以用前馈控制器来消除闭环传递函数中不受反馈控制器影响的极点；3、缺点是系统对前馈控制器的参数变化很敏感。
5、复合控制类：鲁棒控制器+前向控制器：1、提高系统的鲁棒性；2、减少噪声干扰。
6、小回路类：用快速回路来抑制干扰，而主回路由于种种原因一般都是窄带宽的。
（1）PID控制器：单独引入D到小回路里来（即速度反馈）：1、效果和PD控制器相似，但其闭环传递函数比PD少一个零点，因此效果要好；2、对于一型系统，减少斜坡误差系数但不影响阶跃误差系数；（2）带有源滤波的小回路控制器：对于一型系统，减少斜坡误差系数但不影响阶跃误差系数。
（3）三回路:1、各环可以增加带宽，增加系统响应的快速性；2、尤其是内环可以增加该环输出随输入的跟随性，对于干扰也有很好地快速抑制作用。
（4）相位超前控制器；（5）相位滞后控制器；大作业：一、题目：二、初始参数及要求直流电机基本参数为：220V；13.6A；1480r/min；Ce=0.131v/(r/min)；允许过载倍数λ=1.5；晶闸管装置：Ks=76；电枢回路总电阻R=6.58Ω; 时间常数：T l=0.018s，T m=0.25s，三相晶闸管整流电路的平均失控时间T s=0.00167s; 反馈系数：α=0.00337V/（r/min），β=0.4V/A；反馈滤波时间常数：Toi=0.005s，Ton=0.005s 稳态指标：在负载和电网电压的扰动下稳态无静差动态指标：电流超调量σi≤15%，电流调整时间t si≤0.7s；空载启动到额定转速时的转速超调量σn≤15%，转速调整时间t ss≤0.9s三、转速电流双闭环控制系统的组成系统中总共设置两个调节器，分别用来调节转速和电流。
转速负反馈和电流负反馈实现嵌套连接，转速调节器的输出当作电流调节器的输入，再利用电流调节器的输出控制电力电子变换器，从而形成转速、电流双闭环调速系统。
为了实现静、动态性能，调节器采用比例部分能够迅速响应控制作用，积分部分最终消除稳态偏差，因此两个调节器都采用PI调节器。
图1 双闭环直流调速系统的动态结构框图答：1、电流环的设计：首先应设计电流环的参数，因为它包含在速度环内。
如图1所示反电势反馈到电流环内部与电流环自身反馈形成了交叉反馈作用。
由于在实际系统中电磁时间常数远小于机电时间常数，电流的调节过程往往比转速的变化过程快得多。
反电势对电流环来说，只是一个变化缓慢的扰动，在电流调节器的快速调节过程中，可以认为反电势E 基本不变，即认为0≈∆E ，所以再设计电流环时，可以暂时不考虑反电势变化的动态作用，而将电势反馈作用断开，从而将电流环结构简化，如图2所示。
图2为使计算简便，再把反馈通道上的传递函数前移，得到图3。
图3可以看到，此时过程传递函数为()））（）（（1s 018.0100167.01s 005.06208.4s +++=s P 含有三个极点，其中极点s1=200，s2=598，远远大于s3=55.6，同时根据工程上的设计法，通常将电流环设计为一型系统，所以考虑用PID 控制器的零点消除这两个非主导极点，PID 控制器的形式设为()s1s 00167.01s 005.0s c ））（（++=K G 。
这样加了PID 控制器之后的电流环开环传递函数为()）（1s 018.0s s +=I K G ，是一个一型系统，按照要求超调量%15i ≤σ，所以选15%%106.0i <==σζ，这样，由241018.0ζ=I K 得，s K n I 7.0s 144.04t ,3.46,58.38s <====ωζω又有，满足要求。
则6208.4/I K K =≈8.35，最终PID 控制器的传递函数为()s s s G 0000697.0135.80557.0c ++=。
2、速度环的设计：1）经过上一步后，电流环的闭环传递函数为()58.38018.045.96s 2++=s s G d ，忽略高次项，上式可降阶近似为()58.3845.96s +=s G d ，近似条件为T K I 31cn ≤ω,其中cn ω为速度环开环频率特性的截止频率，T 为高次项的系数此时即为0.018。
2）此时，在像设计电流环时一样，把反馈通道的传递函数前移，则未加速度环控制器的速度环开环传递函数为)1005.0)(102592.0(685.1++s s s ，再把两个小时常数的惯性环节合并得)103092.0(s 685.1+s ，近似条件为005.002592.0131cn ⨯≤ω=29.28 3）选用PI 控制器：s s K G n n c ττ)1(0+=，校正后速度环开环传递函数为())103092.0(12++=s s K s G ns N n τ，其中685.1nn ⨯=τK K N 。