课程设计——无线电远程遥控机器人校正
遥控机器人教案
遥控机器人教案遥控机器人教案引言：遥控机器人是一种现代科技的产物，它能够通过遥控器进行操作，实现各种功能。
在教育领域，遥控机器人已经被广泛应用，成为一种引人入胜的教学工具。
本文将探讨如何设计一份全面有效的遥控机器人教案，以提升学生的学习兴趣和动手能力。
一、教案目标遥控机器人教案的目标是培养学生的动手能力、创造力和解决问题的能力。
通过学习遥控机器人的基本原理和操作方法，学生能够掌握遥控机器人的基本功能，并能够通过编程实现更复杂的功能。
二、教学内容1. 遥控机器人的基本原理：介绍遥控机器人的工作原理，包括遥控器和机器人之间的通信原理，以及机器人的传感器和执行器等组成部分。
2. 遥控机器人的操作方法：教授学生如何使用遥控器进行机器人的基本操作，包括前进、后退、转向等。
3. 编程控制遥控机器人：引导学生学习如何使用编程软件对遥控机器人进行编程控制，实现更复杂的功能，如避障、跟踪等。
4. 实践应用：鼓励学生运用所学知识设计和制作自己的遥控机器人项目，如小车、机械臂等，以培养他们的创造力和解决问题的能力。
三、教学方法1. 演示教学：通过演示遥控机器人的操作和编程过程，激发学生的学习兴趣，并帮助他们理解和掌握相关知识和技能。
2. 实践操作：为学生提供实际的遥控机器人，并引导他们亲自操作和编程，通过实践来加深对知识的理解和记忆。
3. 小组合作：鼓励学生以小组形式进行合作学习，通过相互讨论和合作解决问题，培养他们的团队合作和沟通能力。
四、教学评估1. 观察评估：教师通过观察学生的操作和表现来评估他们对遥控机器人的理解和掌握程度。
2. 项目评估：学生通过设计和制作遥控机器人项目来展示他们所学的知识和技能，教师对项目的完成情况进行评估。
3. 反馈评估：教师定期与学生进行面对面的反馈交流，了解他们的学习进展和困难，并提供相应的指导和支持。
五、教学资源1. 遥控机器人：提供适合学生年龄和能力的遥控机器人，包括基础款和可编程款。
幼儿园中班主题《遥控机器人》教案
一、教学目标：1. 认知目标：让幼儿了解遥控的基本原理和功能，知道遥控器是如何控制的。
2. 技能目标：培养幼儿动手操作遥控并进行简单编程的能力。
3. 情感目标：激发幼儿对科技的兴趣，培养他们探究问题的积极态度。
二、教学重点与难点：重点：让幼儿了解遥控的基本原理和功能。
难点：培养幼儿动手操作遥控并进行简单编程的能力。
三、教学准备：1. 教具：遥控、遥控器、编程卡片等。
2. 学具：每个幼儿准备一个遥控。
四、教学过程：1. 导入：教师通过向幼儿展示遥控，引发他们的兴趣，简要介绍遥控的基本原理和功能。
2. 讲解与示范：教师讲解遥控器如何控制，并示范操作。
3. 动手操作：幼儿按照教师的指导，自己操作遥控，尝试进行简单编程。
4. 总结与反思：教师引导幼儿总结遥控的使用方法，并鼓励他们分享自己在操作过程中的感受和发现。
五、作业与延伸：1. 作业：让幼儿回家后，向家长介绍遥控的使用方法。
2. 延伸：教师可以组织幼儿进行遥控比赛，提高他们的操作技能和团队协作能力。
六、教学评价：1. 教师观察幼儿在课堂上的参与程度、操作能力和团队协作精神。
2. 家长反馈：通过与家长的沟通，了解幼儿在家中对遥控的操作情况和兴趣表现。
3. 作业完成情况：检查幼儿回家后向家长介绍遥控的作业完成情况，了解他们的掌握程度。
七、教学内容：1. 遥控的种类和应用场景。
2. 遥控器的工作原理和基本操作。
3. 简单编程概念和操作方法。
八、教学方法：1. 讲授法：教师讲解遥控的相关知识。
2. 示范法：教师示范遥控器的操作和简单编程。
3. 实践法：幼儿动手操作遥控，进行编程实践。
九、教学步骤：1. 第一步：教师向幼儿介绍遥控的种类和应用场景。
2. 第二步：教师讲解遥控器的工作原理和基本操作。
3. 第三步：教师示范遥控器的操作和简单编程。
4. 第四步：幼儿动手操作遥控，进行编程实践。
5. 第五步：教师组织幼儿进行总结和分享。
十、教学反思：1. 教师要观察幼儿在课堂上的表现，了解他们的掌握程度，及时调整教学方法和节奏。
wifi遥控机器人课程设计
wifi遥控机器人课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握无线网络通讯的基本原理，了解WiFi在数据传输中的应用。
2. 学生能掌握机器人基本构造，了解各部件功能及相互协作方式。
3. 学生能理解并运用编程思维，掌握基本的编程指令和控制逻辑。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，独立完成WiFi遥控机器人的组装。
2. 学生能够通过编程软件，编写控制程序，实现机器人运动控制。
3. 学生能够运用问题解决策略，对遥控机器人进行调试和优化。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对于科学技术的兴趣和好奇心，激发创新意识。
2. 培养学生合作意识，提高团队协作能力。
3. 培养学生面对问题积极求解的态度，增强自信心和自主学习能力。
课程性质：本课程为实践性较强的综合课程，结合信息技术、工程技术、科学等多学科知识。
学生特点：六年级学生对新事物充满好奇，具备一定的动手能力和逻辑思维能力，善于合作和分享。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，鼓励学生动手实践，培养创新意识和解决问题的能力。
在教学过程中，关注学生个体差异，提供有针对性的指导。
通过课程学习，使学生能够达到上述课程目标，并在实际操作中体现具体学习成果。
二、教学内容1. 无线网络通讯原理：介绍WiFi的工作原理、数据传输方式以及安全性等基础知识，对应教材第三章第二节。
2. 机器人基本构造：讲解机器人的主要组成部分，包括驱动系统、控制系统、传感器等，对应教材第二章。
3. 编程思维与控制逻辑：学习编程的基本概念，掌握编程指令和控制逻辑，实现机器人运动控制，对应教材第四章。
4. 机器人组装与编程实践：指导学生进行WiFi遥控机器人的组装，学习编程软件的使用，编写控制程序，对应教材第五章。
5. 调试与优化：教授学生如何对机器人进行调试，找出问题并进行优化，提高机器人性能，对应教材第六章。
教学安排与进度：第一课时：无线网络通讯原理学习。
第二课时：机器人基本构造学习。
幼儿园中班体育教案《遥控机器人》培养幼儿快速反应能力
幼儿园中班体育教案《遥控机器人》培养幼儿快速反应能力一、教学目标1.培养幼儿的快速反应能力，提高他们对外界刺激的敏感度。
2.发展幼儿的眼手协调能力和运动控制能力。
3.培养幼儿的合作精神和团队意识。
二、教学内容本节课的教学内容为遥控机器人游戏，通过幼儿操作遥控器控制机器人的运动，培养幼儿的快速反应能力和眼手协调能力。
三、教学准备1.遥控机器人2.遥控器（与机器人相匹配）3.平整安全的活动场地4.幼儿园中班学生名单5.提前准备好的活动奖励（如小礼物）四、教学步骤第一步：导入新知1.老师向幼儿介绍本节课的主题和目标，鼓励幼儿积极参与。
2.引发幼儿的兴趣，可以通过讲故事、展示相关图片或实物等方式。
第二步：示范操作1.老师对机器人进行简单的演示，展示如何使用遥控器控制机器人的运动。
2.引导幼儿观察演示过程，让他们理解操作的基本步骤。
第三步：分组操作1.将幼儿分为小组，每个小组一名幼儿操控机器人，其他幼儿观察。
2.第一轮，每个幼儿有一次机会操控机器人进行远距离移动。
3.第二轮，将距离缩小，幼儿需要快速操控机器人进行穿梭式移动。
4.鼓励幼儿团队合作，提醒他们观察和思考最佳操作策略。
第四步：总结讨论1.引导幼儿回顾操控机器人的过程，让他们分享自己的经验和感受。
2.组织幼儿对比、总结，提取出操控机器人的技巧和注意事项。
3.鼓励幼儿团队分享和合作，互相学习和交流。
第五步：小结奖励1.老师对幼儿的参与和表现进行肯定和表扬，鼓励他们的努力和进步。
2.根据教学情况，给予团队或个体优秀表现的幼儿小奖励。
五、注意事项1.确保活动场地安全，并提前清理障碍物。
2.遥控机器人使用时，确保幼儿操作的安全性。
3.组织幼儿时，确保幼儿队形排列整齐，避免幼儿碰撞和受伤。
4.引导幼儿团队合作，鼓励他们相互协助，共同完成任务。
5.培养幼儿的参与意识，确保每个幼儿都有机会操控机器人。
六、教学反思通过本节课的教学，幼儿们展示了很高的参与度和积极性，他们很喜欢操控遥控机器人，体验到了操作的乐趣，并且充分发挥了想象力和创造力。
遥控机器人教案
遥控机器人教案教案标题: 遥控机器人教案概述:本教案旨在引导学生了解、探索和应用遥控机器人的基本概念，并通过实际操作和团队合作来培养学生的创造力、解决问题的能力和沟通技巧。
通过这个教案，学生将学会构建和编程遥控机器人，并运用其技术进行不同的任务。
教学目标:1. 了解遥控机器人的基本原理和应用领域。
2. 学会构建和组装遥控机器人的不同部件。
3. 掌握基本的遥控编程技能。
4. 培养学生团队合作、沟通和解决问题的能力。
5. 运用所学知识和技能，设计和完成一项特定任务。
教学材料:1. 遥控机器人构建套件（包括机器人部件、传感器、遥控器等）2. 电脑或平板电脑3. 编程软件教学过程:引入活动:1. 向学生简要介绍遥控机器人的应用领域，并引发他们对机器人技术的兴趣。
知识探索:2. 分组让学生在指导教师的帮助下，构建遥控机器人的基本部件，并了解每个部件的功能。
实践操作:3. 学生们使用编程软件编写代码，将机器人与遥控器连接并控制其运动。
他们可以探索不同的运动模式（前进、后退、转向等），并测试机器人在不同地形和环境下的适应能力。
团队合作:4. 将学生组织成小组进行任务协作。
每个小组被分配一个特定的任务，例如机器人足球比赛或机器人拆解迷宫等。
学生需要合作编写代码、测试机器人并完成任务。
创新设计:5. 鼓励学生设计和制作一项创新项目，例如能够执行特定任务的遥控机器人。
学生将运用他们所学的知识和技能，设计并编程机器人来解决特定问题或执行特定任务。
总结评价:6. 学生们展示他们的创新项目，并相互评价与给予建设性的反馈。
教师对学生的表现进行综合评价，并鼓励他们以这个项目为基础，继续探索和实践更多的机器人技术。
扩展活动:7. 学生可以参加机器人竞赛，与其他学校或团队比拼机器人设计和代码编写的能力。
教学评估:- 学生对遥控机器人的基本概念是否理解正确。
- 学生能否成功构建和配置遥控机器人的基本部件。
- 学生是否能够编写简单的遥控程序，并控制机器人完成基本动作。
面向机器人技术的无线控制系统设计与优化
面向机器人技术的无线控制系统设计与优化1.引言近年来，随着机器人技术的不断发展，越来越多的机器人被广泛用于各种领域，例如工业生产、家庭服务、医疗卫生等。
而无线控制系统作为机器人控制的关键技术之一，对机器人的运动、感知和决策具有至关重要的作用。
因此，本文将探讨面向机器人技术的无线控制系统设计与优化。
2.无线控制系统的基本原理无线控制系统是指通过无线信道进行远程控制的系统。
在机器人领域，无线控制系统主要用于实现对机器人运动和感知等方面的控制。
其基本原理是通过电磁波传输控制信号，以达到对机器人的控制目的。
3.机器人无线控制系统的设计机器人无线控制系统的设计包括无线通信模块的选择、通信协议的确定、数据传输的优化等方面。
3.1 无线通信模块的选择无线通信模块的选择是影响无线控制系统性能的关键因素之一。
常见的无线通信模块有蓝牙模块、WiFi模块、ZigBee模块等。
不同的无线通信模块有着各自的特点。
例如，蓝牙模块具有低功耗、低延迟等特点，适用于对响应速度有要求的场合；WiFi模块则可以实现高速数据传输。
因此，在实际应用中需要根据具体场合的需求选择合适的无线通信模块。
3.2 通信协议的确定通信协议是指无线通信模块在数据传输过程中所遵循的规则。
不同的无线通信模块支持不同的通信协议，例如蓝牙模块支持的通信协议有SPP、BLE等。
在选择通信协议时需要考虑通信距离、通信速率、信号稳定性等因素。
例如，SPP协议在通信距离和稳定性方面表现较好，而BLE协议则适用于低功耗和周期性数据传输的场合。
3.3 数据传输的优化在实际应用中，机器人无线控制系统需要实现实时数据传输和控制指令的发送。
因此，在数据传输方面需要进行优化，以确保数据的实时性和稳定性。
常见的数据传输优化方法包括采用数据压缩算法、增加数据冗余等。
4.机器人无线控制系统的优化机器人无线控制系统的优化旨在提高其控制精度和可靠性。
在优化方面，主要可以从信号强度、误差控制、多路复用、信道管理等多个方面入手。
基于无线网络的移动机器人远程控制系统设计与实现
“
ｃｍｂｉｇ ｃ ｆ ｅ ｏ” 剑桥 咖 啡壶 ” 它 由剑桥 大学 ａ ｒ ｅｏｆ ｐ ｔ “ ｄ ｅ 。
１ 硬件环 境
整 套硬 件设 备 图如 图 １ 所示 ，
的科 研人 员开 发 的 ， 剑桥 咖 啡壶 ” 出现 以及 后来 “ 的 Ｉｔｒｅ的快速 发 展 ， ｎｅｎ ｔ 使得操 作 机器 人 网站 和基 于互
３ 无线通信系统
高级 智 能和机 器 人 的低级 智 能 ， 现人 监控 下 的移 实 动 机 器 人半 自主 运动 。
场 地 作业 等 。危 险 的环境 ，对操 作人 员的人 身安 全 和身 心健 康造 成极 大危 害 ，有时 甚至 导致 死亡 。因 此很 多在 恶劣环 境下 对现 场工 作机 器人 的控 制 方式 已从传统 的现场控 制方式发 展到无 线远程控 制方式 。
了无 线路 由器 ，从 而加 强 了信 号强 度 、扩 展 了信 号 无线 传输 距离 。 车载 Ｐ Ｃ采用 威盛 Ｅ Ｉ －７ ０系列 Ｐｃ ・ Ｘ嵌 ＰＡ Ｐ ０ ｉｏＩ Ｔ 入式 主板 ，扩展 接 口多 ，尺寸 小 ，功耗 低 ，采用嵌 入式 主板 一方面 节 省 了开 发时 间 ，另一方 面增加 了 系统 的稳 定性 ，在此主 板上 自行 添加 了视 觉传感 器 和超 声波 传感器 ，丰 富移 动机 器人 各方面 的功 能 。
人 扩展 为机 器 人组 并 使之 协调 动作 ，同时保 证数 据
传 输 的及 时性 和稳 定性 。因此本 课 题正 是要 在实 验
作 环境 ，比如 ，火 山探 险 、 深海 探 密 、空 间探 索 ， 军
事 场地 巡逻 、侦 察 、监视 ，在 生 物 、化 学 、核试 验
体育活动《遥控机器人》教学设计
体育活动《遥控机器⼈》教学设计
体育活动《遥控机器⼈》教学设计
本活动由三个环节串联⽽成。
第⼀环节“我是机器⼈”,⼀⽅⾯起到热⾝的作⽤,另⼀⽅⾯也让幼⼉了解指令游戏的规则。
第⼆环节“遥控机器⼈”,要求幼⼉遵守游戏规则并按指令做不同的肢体着地动作,提⾼幼⼉对⾝体的控制能⼒。
通过师幼、幼幼的互动,体验指令游戏带来的快乐。
最后环节以“机器⼈检修”为情境,让幼⼉进⼀步模仿机器⼈的各种动作,在放松的状态中结束活动。
活动⽬标
1.按指令做肢体着地动作,提⾼对⾝体的控制⼒
2.遵守游戏规则,体验指令游戏带来的快乐。
活动准备
材料准备:
1、⾃制遥控器;“停”指⽰牌若⼲。
2.经验准备:知道机器⼈服从指令的特
活动过程
⼀、我是机器⼈
幼⼉⾯对教师散开,师⽣⼀起玩“机器⼈”游戏,说完最后⼀句控制⾝体保持不动。
我们都是机器⼈,⼜会讲话⼜会动;嘀嘀嘀,嘀嘀嘀,我们都是机器⼈,遥控器随时能控制。
”
1。
幼儿园中班体育教案《遥控机器人》培养幼儿快速反应能力
幼儿园中班体育教案《遥控机器人》培养幼儿快速反应能力教学目标•培养幼儿的快速反应能力；•提升幼儿的专注力和身体协调能力；•激发幼儿的兴趣，增强幼儿对运动的积极态度。
教学内容《遥控机器人》是一项适合幼儿园中班的体育运动，该项目可通过掌握遥控器的操作技巧，培养幼儿快速反应能力。
具体教学内容如下：1. 遥控器的使用首先，老师需要向幼儿展示遥控器，并让幼儿了解各个按钮的功能。
老师可以通过示范操作，帮助幼儿掌握遥控器的使用方法。
2. 路线设定老师可以设置一个简单的赛道，此时幼儿需要跟随老师的指令，控制遥控机器人完成指定路线，例如“向前走”，“向左转”，“停止”等指令。
3. 躲避障碍物当幼儿掌握了遥控机器人的基本操作技巧后，老师可以在赛道上设置一些障碍物，要求幼儿在规定时间内，避免遥控机器人与障碍物发生碰撞。
4. 增加难度为了让幼儿获得更好的体验和收获，老师可以逐步增加难度，例如增加路线长度、增设更多的障碍物、增加时间限制等，进一步挑战幼儿的反应速度和专注力。
教学过程1. 游戏介绍老师首先向幼儿介绍今天的活动内容，并对游戏的规则进行简单说明。
同时，为了激发幼儿的兴趣，老师可以给幼儿们展示一些遥控机器人的精彩视频，激发幼儿的好奇心。
2. 遥控器练习在幼儿掌握了遥控器的使用方法后，老师可以为幼儿提供一些遥控器练习，帮助幼儿巩固掌握遥控器的基本操作技能。
3. 预热活动为了帮助幼儿做好迎接挑战的准备工作，老师可以为幼儿提供一些预热活动，例如字母拼图、身体放松等。
4. 游戏开始让幼儿在老师的指导下，进行遥控机器人的操作，完成指定的路线和任务。
5. 游戏总结当游戏结束后，老师可以与幼儿一起进行游戏总结，评价幼儿在游戏中的表现，并指出存在的问题和不足。
教学评价老师可以通过记录幼儿在游戏过程中的表现，以及游戏结束后的幼儿表现和反馈内容等，来对该次教学进行评价。
结语《遥控机器人》不仅可以提高幼儿的运动能力，更重要的是它可以培养孩子的快速反应能力和专注力，增强幼儿对运动的兴趣和热情，是一项非常适合幼儿体育教育的项目。
远程遥控机器人设计与实现
远程遥控机器人设计与实现一、设计与构造1.确定需求：首先需要明确机器人的用途和功能，例如用于巡逻、探索或者搬运等。
根据需求来确定机器人的尺寸、形状和动力系统等。
2.构造机器人框架：选择合适的材料搭建机器人的框架，可能需要用到金属、塑料或者3D打印材料。
3.安装电机与传感器：根据机器人的用途，根据需要安装电机和传感器，例如驱动电机、摄像头、超声波传感器等。
4. 添加控制系统：选择合适的控制模块，例如Arduino或者树莓派，将其安装在机器人上，并与电机和传感器连接。
5.设计蓄电池和电路系统：选择合适的电池并设计电路系统，以供机器人提供动力。
二、无线遥控1.选择合适的无线通信模块：选择可靠的无线通信模块，例如蓝牙、Wi-Fi或者射频模块，用于机器人和遥控设备之间的通信。
2.搭建通信系统：根据选定的通信模块，搭建机器人和遥控设备之间的通信系统。
可能需要编程和配置模块，使其能够相互通信。
3.编写遥控程序：为遥控设备编写程序，使其能够与机器人进行通信并发送指令。
4.连接遥控设备和机器人：将遥控设备和机器人分别连接到所选的通信模块，并进行配对和配置。
三、远程操作1.启动遥控设备：启动遥控设备，连接到机器人的通信模块。
2.与机器人建立连接：在遥控设备上选择机器人，并与机器人的通信模块建立连接。
3.远程操控机器人：通过遥控设备发送指令，例如移动、旋转、拍照或者执行任务等。
四、注意事项1.安全性：在远程控制机器人时，要确保安全性，避免被非法入侵或者黑客攻击。
可以采用数据加密和身份验证等安全措施来保护通信安全。
2.通信距离：无线通信模块的通信距离有限，因此要确保机器人和遥控设备在有效的通信范围内。
3.电池寿命：机器人通常使用电池供电，要确保电池寿命足够长，以免在使用过程中电池耗尽导致机器人失去动力。
4.传感器精度：机器人的传感器要具备足够的精度，以便能够准确感知周围环境，并将信息传递给遥控设备。
5.可靠性和稳定性：在选择材料和组装机器人时，要保证机器人的可靠性和稳定性，以确保在远程控制过程中不出现故障。
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中北大学课程设计说明书学生姓名：夏志广学号: 0809054245学院：信息与通信工程学院专业：自动化题目：无线电远程遥控机器人校正指导教师：张文华职称: 讲师2011年 02月 21日中北大学课程设计任务书2010 /2011 学年第二学期学院：信息与通信工程学院专业：自动化学生姓名：夏志广学号：0809014245 课程设计题目：无线电远程遥控机器人校正起迄日期： 2 月21 日～ 3 月4 日课程设计地点：校内指导教师：张文华系主任：王忠庆下达任务书日期: 2011 年 2 月21 日一、串联滞后校正原理串联滞后校正是利用校正装置本身的高频幅值衰减特性，使系统零分贝频率下降，从而获得足够的相角裕度。
滞后校正具有幅值压缩和相角滞后的特点，即产生负的相角移动和负的幅值斜率。
利用赋值压缩，有可能提高幅值的稳定裕度，但将使系统的频带过小；从另一角度看，滞后校正通过赋值压缩，还可以提高系统的稳定精度。
滞后矫正一般用于动态平衡性要求严格或稳定精度要求较高的系统。
用频率法对系统进行滞后校正的基本原理，是利用滞后校正网络的高频幅值衰减特性校正原系统的低频段，以达到改善系统稳态性能的目的。
滞后校正的使用场合：在系统响应速度要求不高而抑制噪声电平性能要求较高的情况下，可考虑采用串联滞后校正。
保持原有的已满足要求的动态性能不变，而用以提高系统的开环增益，减小系统的稳态误差。
滞后校正的不足之处是：校正后系统的截止频率会减小，瞬态响应的速度要变慢；在截止频率处，滞后校正网络会产生一定的相角滞后量。
应用频率法设计串联滞后校正网络的步骤如下：①根据稳态误差的要求，确定开环增益K 。
②根据所确定的开环增益K ，画出未校正系统的波德图，计算未校正系统的相角裕度γ、增益裕度h 。
③根据要求的相位裕量值"γ，确定校正后系统的开环截止频率"c ω，此时原系统的相角为εγωϕ++︒-=""c 180)(ε是用于补偿滞后校正网络在校正后系统开环截止频率处的相角滞后量。
通常取ε=5~12°。
④确定滞后网络参数b 。
b L clg 20)(0=''-ω求出b在校正后系统的开环截止频率处原系统的幅值与校正装置的幅值大小相等、符号相反。
⑤确定滞后网络参数T 。
取滞后校正网络的第二个转折频率为ω''=)101~51(1bT 求出T⑥画出校正后系统的波德图并验算性能指标是否满足要求。
二、理论分析计算（1）确定增益1K 的取值，使系统相角裕度达到 30，并估算系统阶跃响应的稳态误差；①当没有增益1K ，即1K =0时， 系统的开环传递函数G k （s ）=125.056.2+-s e s ，此时系统的对数幅频特性为)(c L ω=）（c ω25.01lg 20+2令)(c L ω=0，可得系统截止频率c ω=0由相角裕度公式可得：γ=180°+）（c ωϕ=180°- 57.3×c ω×2.56 - arttan(0.25c ω)=0 所以，没有增益1K 时，系统相角裕度为0 。
②由方框图可得系统的开环传递函数G k （s ）=125.0k 56.21+-s e s , 由相角裕度公式可得：γ=180°+）（c ωϕ=30° 且）（c ωϕ=-57.3×c ω×2.56- arttan(0.25c ω) 即180°-146.688c ω- arttan(0.25c ω)=30° 整理后为：146.688c ω + arttan(0.25c ω) =150° 解得： c ω≈0.933因为c ω为幅值穿越频率，所以有)(c L ω=lg 20)(C G ω=0，故有)(C G ω=1, 即21)933.025.0(11⨯+⨯k =1解得 ： k 1 ≈1.027则G k （s ）=125.0027.156.2+-s e s当系统为零型时， 稳态误差的公式为 ： e ss =）（011kG +=207.111+=49.333％（2）在放大器1K 的后面串联一个合适的滞后校正网络，使系统的阶跃响应的稳态误差减小到%5。
此外，还请画出校正后的阶跃响应曲线。
在设计过程中为了保证系统在校正之后保持不变 ，尽量使c ω与γ不变 ， 设串联校正的函数为G C （s ）= K cTsbTs++11 ,串联后的开环传递函数为G k （s ）=125.0156.2+⨯-s e s × K c Ts bTs++11， 为了使得e ss =）（011k G +≦5％，所以1+G k （0）≧20 ，即1×K c ≧19 ，解得：K c ≧19 。
取临界值K c =19，在尽量使c ω与γ不变的情况下，b lg 20=-20Kc lg ，解得：b=0.05 又因为bT1=0.1c ω，所以T=b c ω1.01=214.36可得：G C （s ）=136.2141964.203++s s则校正后系统的开环传递函数为：G k （s ）= 125.0027.156.2+⨯-s e s ×136.2141964.203++s s =)136.214)(125.0()1964.203(027.156.2+++-s s s e s则校正后系统的闭环传递函数为：Gb1=121121G GcG G GcG G -二、利用MATLAB进行计算机辅助分析与设计（1）利用MATLAB估算系统阶跃响应的稳态误差第一步，延迟时间MATLAB近似计算>> [num,den]=pade(1.28,5);>> printsys(num,den)num/den =-1 s^5 + 23.4375 s^4 - 256.3477 s^3 + 1602.1729 s^2 - 5632.6389s+ 8800.9983----------------------------------------------------------------- s^5 + 23.4375 s^4 + 256.3477 s^3 + 1602.1729 s^2 + 5632.6389 s+ 8800.9983第二步，用MATLAB求校正前系统的开环传递函数Gk（s）>> G1=tf(num,den);>> G2=tf(1,[0.25,1]);>> Gk=1.027*G1*G1*G2Transfer function:1.027 s^10 - 48.14 s^9 + 1091 s^8 - 1.563e004 s^7 + 1.562e005 s^6 - 1.133e006 s^5 + 6.026e006 s^4 -2.317e007 s^3 + 6.155e007 s^2 - 1.018e008 s + 7.955e007----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------0.25 s^11 + 12.72 s^10 + 312.4 s^9 + 4867 s^8 + 5.324e004 s^7 + 4.278e005 s^6 + 2.57e006 s^5 + 1.151e007 s^4 + 3.754e007 s^3 + 8.471e007 s^2 + 1.185e008 s + 7.746e007>>margin(Gk)图1 校正前系统开环传递函数的伯德图由图可得：校正后系统的幅值裕度为0.0967dB，相角裕度为29.6°取不同值时相角裕度的变化情况第三步，用MATLAB分析当k1=1.027情况时，首先，假设当k1>> [Gm,Pm,Wcg,Wcp]=margin(Gk)Gm =1.0112Pm =29.5883Wcg =1.1205Wcp =0.9357由上面可得该系统此时的相角裕度为29.5883°附：k1取9个不同值时，各参数的变化情况结论：通过对以上表格数据的分析可知，满足题目条件使相角裕度达到30°的k1值为1.0268。
且随着k1值的变化，相位裕量Pm、幅值裕量Gm呈现一定趋势的变化，但是相角穿越频率Wcg始终保持不变。
第四步，用MATLAB分析并求校正前系统的闭环传递函数，然后画出系统的阶跃响应曲线>> Gb=feedback(1.0268*G1*G2,G1)Transfer function:-1.027 s^10 + 37.61 s^8 - 1.364e-012 s^7 - 1928 s^6 - 6.003e-011 s^5 + 9.415e004 s^4 - 3.62e006 s^2 + 7.451e-009 s + 7.955e007---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------0.25 s^11 + 13.75 s^10 + 264.2 s^9 + 5958 s^8 + 3.761e004 s^7 + 5.84e005 s^6 + 1.437e006 s^5 + 1.753e007 s^4 + 1.437e007 s^3 + 1.463e008 s^2 + 1.669e007 s + 1.57e008>> step(Gb)图2 校正前系统闭环传递函数的阶跃响应曲线由上图可知，调节时间t=1000s,阶跃响应的稳态值为0.507，s所以系统阶跃响应的稳态误差为：ess =︳1507.0-1×100﹪︳=49.3﹪综上所述，k1的值为0.268时，系统的相角裕度达到30°，且系统阶跃响应的稳态误差为49.3﹪（2）利用MATLAB进行控制系统的串联滞后校正第一步，用MATLAB求校正后的开环传递函数>> Gc=tf([203.64,19],[214.36,1]);>> Gk1=Gc*GkTransfer function:209.1 s^11 - 9783 s^10 + 2.212e005 s^9 - 3.162e006 s^8 + 3.151e007s^7 - 2.277e008 s^6 + 1.205e009 s^5 - 4.603e009 s^4 + 1.209e010 s^3 -1.956e010 s^2 + 1.426e010 s + 1.511e009--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------53.59 s^12 + 2727 s^11 + 6.697e004 s^10 + 1.044e006 s^9 + 1.142e007s^8 + 9.177e007 s^7 + 5.513e008 s^6 + 2.469e009 s^5 + 8.059e009 s^4 +1.82e010 s^3 +2.549e010 s^2+ 1.672e010 s + 7.746e007>> margin(Gk1)图4 校正后系统的开环传递函数的伯德图由图可得：校正后系统的幅值裕度为0.495dB，相角裕度为106°第二步，利用MATLAB求校正后系统闭环传递函数及其阶跃响应曲线>> Gb1=feedback(1.0268*G1*G2*Gc,G1)Transfer function:-209.1 s^11 - 19.51 s^10 + 7659 s^9 + 714.6 s^8 - 3.927e005 s^7 - 3.664e004 s^6 + 1.917e007 s^5 + 1.789e006 s^4 - 7.373e008 s^3 - 6.879e007 s^2 + 1.62e010 s + 1.511e009--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------53.59 s^12 + 2936 s^11 + 5.719e004 s^10 + 1.265e006 s^9 + 8.255e006 s^8 + 1.233e008 s^7 + 3.236e008 s^6 + 3.675e009 s^5 + 3.455e009 s^4 + 3.029e010 s^3 + 5.923e009 s^2 + 3.099e010 s + 1.589e009>> step(Gb1)图4 校正后系统闭环传递函数的阶跃响应曲线由上图可知，阶跃响应的稳态值为0.951,所以，校正后系统阶跃响应的稳态误差为：ess =︳1951.0-1×100﹪︳=4.9%<5%（与b、T的取值无关）第三步，用MATLAB分析当b取不同值时相角裕度的变化情况首先，假设当b=0.050情况时，>> Gc=tf([203.642,19],[214.36,1]);>> Gk1=Gc*Gk;>> [Gm,Pm,Wcg,Wcp]=margin(Gk1)Gm =1.0586Pm =105.6982Wcg =1.0915Wcp =0.3804由上面可得校正后系统相角裕度为105.6982°附：①b取不同值时，各参数的变化情况结论：通过对以上数据的分析可得，要使校正后系统的相角裕度仍然为30°，则b的取值为0.05227左右，此时T=214.36。