自动控制原理课程设计题目1

自动控制原理课程设计题目及要求

一、单位负反馈随动系统的开环传递函数为

)

101.0)(11.0()(++=

s s s K

s G k

1、画出未校正系统的Bode 图，分析系统是否稳定

2、画出未校正系统的根轨迹图，分析闭环系统是否稳定。

3、设计系统的串联校正装置，使系统达到下列指标 （1）静态速度误差系数K v ≥100s -1； （2）相位裕量γ≥30°

（3）幅频特性曲线中穿越频率ωc ≥45rad/s 。 4、给出校正装置的传递函数。

5、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。计算校正后系统的穿越频率ωc 、相位裕量γ、相角穿越频率ωg 和幅值裕量K g 。

6、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。

7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响（自由发挥）。

二、设单位负反馈随动系统固有部分的传递函数为

)

2)(1()(++=

s s s K

s G k

1、画出未校正系统的Bode 图，分析系统是否稳定。

2、画出未校正系统的根轨迹图，分析闭环系统是否稳定。

3、设计系统的串联校正装置，使系统达到下列指标： （1）静态速度误差系数K v ≥5s -1； （2）相位裕量γ≥40° （3）幅值裕量K g ≥10dB 。

4、给出校正装置的传递函数。

5、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。计算校正后系统的穿越频率ωc 、相位裕量γ、相角穿越频率ωg 和幅值裕量K g 。

6、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。

7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响（自由发挥）。

三、设单位负反馈系统的开环传递函数为 )

2(4

)(+=

s s s G k

1、画出未校正系统的根轨迹图，分析系统是否稳定。

2、设计系统的串联校正装置，要求校正后的系统满足指标：

闭环系统主导极点满足ωn ＝4rad/s 和ξ＝0.5。 3、给出校正装置的传递函数。

4、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。计算校正后系统的穿越频率ωc 、相位裕量γ、相角穿越频率ωg 和幅值裕量Kg 。

5、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。

6、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响（自由发挥）。

四、设单位负反馈系统的开环传递函数为 )

2)(1(06

.1)(++=

s s s s G k

1、画出未校正系统的根轨迹图，分析系统是否稳定。

2、设计系统的串联校正装置，要求校正后的系统满足指标： （1）静态速度误差系数K v ＝5s -1；

（2）维持原系统的闭环主导极点基本不变。 3、给出校正装置的传递函数。

4、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。计算校正后系统的穿越频率ωc 、相位裕量γ、相角穿越频率ωg 和幅值裕量Kg 。

5、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。

6、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响（自由发挥）。

五、单位负反馈随动系统的开环传递函数为

)

125.0)(11.0()(++=

s s s K

s G k

1、画出未校正系统的Bode 图，分析系统是否稳定

2、画出未校正系统的根轨迹图，分析闭环系统是否稳定。

3、设计系统的串联校正装置，使系统达到下列指标 （1）静态速度误差系数K v ≥4s -1； （2）相位裕量γ≥40° （3）幅值裕量K g ≥12dB 。。

4、给出校正装置的传递函数。

5、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。计算校正后系统的穿越频率ωc 、相位裕量γ、相角穿越频率ωg 和幅值裕量K g 。

6、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。

7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响（自由发挥）。

六、单位负反馈随动系统的开环传递函数为

)

101.0)(11.0()(++=

s s s K

s G k

1、画出未校正系统的Bode 图，分析系统是否稳定

2、画出未校正系统的根轨迹图，分析闭环系统是否稳定。

3、设计系统的串联滞后超前校正装置，使系统达到下列指标 （1）静态速度误差系数K v ≥100s -1； （2）相位裕量γ≥40°

（3）幅频特性曲线中穿越频率ωc ＝20rad/s 。 4、给出校正装置的传递函数。

5、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。计算校正后系统的穿越频率ωc 、相位裕量γ、相角穿越频率ωg 和幅值裕量K g 。

6、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。

7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响（自由发挥）。

七、已知串联校正单位负反馈系统的对象和校正装置的传递函数分别为

)5)(1()(++=

s s s K s G p ， c

c

c c p s z s K s G ++=)(

校正装置在零点和极点可取如下数值：（1）75.0-=-c z ，5.7-=-c p ；（2）1-=-c z ，10-=-c p ；

（3）5.1-=-c z ，15-=-c p 。若保证闭环主导极点满足ξ＝0.45，试分别对三种情况设计Kc ，并比较它们的闭环极点位置、静态速度误差系数和时间响应快速性。

1、画出未校正系统的根轨迹图，分析系统是否稳定。

2、分别对三种情况设计Kc ，使校正后的系统满足指标：

闭环系统主导极点满足ξ＝0.45。

3、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图和根轨迹示意图。

4、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。

5、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响（自由发挥）。

八、设单位负反馈随动系统固有部分的传递函数为

)

2(4)(+=

s s K

s G k

1、画出未校正系统的Bode 图，分析系统是否稳定。

2、画出未校正系统的根轨迹图，分析闭环系统是否稳定。

3、设计系统的串联校正装置，使系统达到下列指标： （1）静态速度误差系数K v ＝20s -1； （2）相位裕量γ≥50° （3）幅值裕量K g ≥10dB 。

4、给出校正装置的传递函数。

5、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。计算校正后系统的穿越频率ωc 、相位裕量γ、相角穿越频率ωg 和幅值裕量K g 。

6、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。

7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响（自由发挥）。

九、设单位负反馈系统的开环传递函数为 )

5.0(4

)(+=

s s s G k

1、画出未校正系统的根轨迹图，分析系统是否稳定。

2、设计系统的串联校正装置，要求校正后的系统满足指标： （1）静态速度误差系数K v ＝50s -1；

（2）闭环主导极点满足ωn ＝5rad/s 和ξ＝0.5。 3、给出校正装置的传递函数。

4、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。计算校正后系统的穿越频率ωc 、相

位裕量γ、相角穿越频率ωg 和幅值裕量Kg 。

5、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。

6、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响（自由发挥）。

十、设单位负反馈控制系统的开环传递函数为

)

41.0()

05.0(2)(2

+++=

s s s s s G p 1、画出未校正系统的Bode 图，分析系统是否稳定。

2、画出未校正系统的根轨迹图，分析闭环系统是否稳定及其性能特点。

3、设计如图所示的桥式T 形网络（校正装置），消去传递函数中的复数极点。

4、给出校正装置的传递函数。

5、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。计算校正后系统的穿越频率ωc 、相位裕量γ、相角穿越频率ωg 和幅值裕量K g 。

6、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。

7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响（自由发挥）。

说明：

1、题目分配 题号 学号末位

一 1 11 21 31 41 … 二 2 12 22 32 42 … 三 3 13 23 33 43 … 四 4 14 24 34 44 … 五 5 51

52 35 45 … 六 6 16 26 36 46 … 七 7 17 36 37 47 … 八 8 18 28 38 48 … 九 9 19 29 39 49 ... 十

10

20

30

40

50

...

2、每行同学是一组（红体字），每位同学独立完成课程设计报告，不得雷同！做同一个题目的学生，所采用的设计方法或参数不能完全相同。

3、设计报告使用课程设计专用封面和纸张撰写，每份报告用文件袋装好，上边贴封面。

4、课程设计报告内容：

（1）设计题目、设计指标要求；

C1 C2 R2 R1 Ei Eo

（2）设计原理及设计步骤：设计报告要写出详细的设计步骤，每步设计时用到的理论依据和结果。设计报告要按照题目要求的顺序书写（手写、打印均可）。如有参考资料，要求列出参考资料的名称。

（3）课程设计过程中的遇到的问题及解决的方法；

（4）课程设计心得体会

全面总结课程设计中自己所做的工作、心得体会，提出改进意见。

5、时间安排：2011年12月8日—2011年12月19日，2011年12月19日上午按组交设计报告。

6, 指导教师：黄敏