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1、 自动控制原理 课程设计指导书 杨志超编写 南京工程学院电力工程学院 二九年二月目 录 前 言. 1 1 总体要求和任务. 2 1.1 课程设计的目的 .2 1.2 课程设计的基本要求 .2 1.3 主要内容 .2 1.4 学时分配（总学时：1 周） .3 1.5 主要参考文献 .3 2 选 题. 4 2.1 有刷直流电机速度闭环设计及实物调试 .4 2.1.1 软件仿真单元.4 2.1.2 硬件调试单元.5 2.1.3 设计要求.5 2.1.4 参考文献.6 2.2 温箱温度控制系统设计及实物调试 .7 2.2.1 软件仿真单元.7 2.2.2 硬件调试单元.8 2.2.3 设计要求.8 2
2、.2.4 参考文献.9 2.3 水箱液位控制系统的设计及实物调试 .10 2.3.1 软件仿真单元.10 2.3.2 硬件调试单元. 11 2.3.3 设计要求. 11 2.3.4 参考文献.12 3 附 录. 13 3.1 Ziegler-Nichols 整定经验公式.13 3.1.1 方法一.13 3.1.2 方法二.14 3.2 硬件部分参考设计 .16 3.2.1 直流电机转速控制系统.16 3.2.2 温箱温度控制系统.22 3.2.3 水箱液位控制系统.24 4 说明书格式要求. 26 4.1 总体格式要求 .26 4.2 正文内容注意事项 .26 4.3 排版说明（见 0711
3、本科毕业设计说明书（论文）撰写规范）.26 自动控制原理课程设计 1 前前前前 言言言言 该指导书是配合自动控制原理课程设计而编写的，主要目的是指导学生完成课程设计，包括课程设计的选题，课程设计的总体要求以及每一小题的具体要求，课程设计封面的模板和课程设计说明书的格式要求。 该书旨在引导学生独立完成自控课程设计，指出了设计的难点和要点，系统自身的特点及相关注意要点也在相关内容中体现出来。降低了学生对数学建模的要求，将设计的重点放在了控制器的设计环节上，控制器的选择是本设计的难点，选择何种控制器以及采用何种方法设计控制器， 需要学生在已有的自动控制原理的知识基础上加以深化和提炼。 该课程设计在内
4、容上分为 MATLAB 软件仿真和硬件调试， 软件仿真指导硬件调试，硬件调试对软件仿真的结果进行验证。重点在控制器的设计上，即设计出相关控制器使得系统的闭环控制输出最优，根据最优的控制器计算得出对应的参数。由于本课程设计的题目有三大类型，分别为：直流电机的速度闭环控制，温箱温度闭环控制，水箱液位控制。以上系统是基于实际工业控制应用中提炼出来的三大典型控制过程，其中以电机控制最为广泛。目前工业上最为普遍采用的控制器莫过于 PID，因此在本书中涉及到的控制器大多采用 PI 或 PID。 通过该书的指导学习，学生在独立完成各自的课程设计基础上，深入地对 PID 控制器进行分析和体会。掌握 PID 各
5、参数对系统的作用，以及现场调节 PID 参数的经验。 自动控制原理课程设计 2 1 总体要求和任务总体要求和任务总体要求和任务总体要求和任务 1.1 课程设计的目的课程设计的目的课程设计的目的课程设计的目的 巩固学生所学自动控制原理课程知识，培养学生运用所学知识分析问题和解决问题的能力。对学生进行设计技能、计算绘图及编写说明书的初步训练。 1.2 课程设计的基本要求课程设计的基本要求课程设计的基本要求课程设计的基本要求 （1）课程设计的全过程表现积极主动、认真、遵守纪律。独立工作能力强，工作态度认真。能按课程设计任务书的要求圆满地完成课题任务。要有自己的独立见解和一定的创新性，文字书写正确、工整。工程绘图图面清洁美观，符合标准 （2）上交的课程设计说明书应包括以下内容：课程设计任务书、控制对象的结构分析、系统的结构框图、闭环控制策略选择的依据、自控分析、仿真数据分析、 硬件系统的输出波形等。 说明书要求文字简明扼要、 结论明确、 字迹清楚，图纸应整洁美观。 （3）加强对自动控制原理课程的复习与总结，要求在答辩时叙述和回答问题正确流畅，表达能力强；概念清楚。 1.3 主要内容主要内容主要内容主要内容 本课程设计
