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1、成绩自动控制原理课程设计报告题目：I型三阶系统的典型分析与综合设计系 别专业名称 班 级学 号姓 名指导教师重庆邮电大学移通学院自动化系制2021年12月重庆邮电大学移通学院摘要：在科学技术高速开展的今天，自动控制技术已经广泛的运用与制造 业，农业，交通，航空航天等众多部门，极大地提高了社会劳动生产率，改善了 人们的劳动环境，丰富和提高了人民的生活水平。在今天的社会中，自动化装置已经无所不在，为人类文明进步做出了重要的奉献。自动控制原理的课程设计是 检验我们学过只是扎实程度的好时机，也让我们的知识体系更加系统，更加完善。 在不断学习新知识的根底上得到动手能力的训练，启发创新思维及独立解决实际
2、问题的能力，提高设计，装配，调试能力。In the rapid development of science and technology, automatic control technology has been widely used with many sectors such as manufacturing, agriculture, transportation, aerospace, and greatly improve the social labor productivity, and improve peoples working environment, enrich
3、 and improve the peoplesstandard of living. In todays society, the automation device has been everywhere, and made important contributions to the progress of human civilization. Curriculum design of automatic control theory to test welearned just a solid degree of good opportunities, but also to our
4、 body of knowledge more systematically, more perfect. Constantly learning new knowledge based on training ability, and inspire innovative thinking and the ability to solve practical problems independently, and to improve the design, assembly, commissioning and capacity.关键字：系统分析性能指标系统校验设计系统Keywords:
5、System Performance Analysis System Design System Calibration#目录一、系统说明概述5二、系统分析6三、系统综合8四、系统物理模拟图10总结13参考文献14重庆邮电大学移通学院?自动控制原理?课程设计简明任务书一、设计题目：I型三阶系统的典型分析与综合设计二、系统说明：设单位反应系统开环传递函数为 GoS =k，试设计串联s1 0.1s1 0.02 s校正装置，使系统满足 KV _70,ts 1,c% 40%三、根本要求：a利用频率法分析系统：1作原系统的Bode图；2分析原系统的性能，当原系统的性能不满足设计要求时，那么进行系统校正。
6、b利用频率法综合系统：1画出串联校正结构图，分析并选择串联校正的类型微分、积分或微 分-积分校正；2确定校正装置传递函数的参数；3画出校正后的系统的Bode图，并校验系统性能；假设不满足，那么重新确 定校正装置的参数。c完成系统综合前后的有源物理模拟验证实验；四、课程设计报告：a课程设计计算说明书一份；b原系统组成结构原理图一张自绘；c系统综合前后的模拟图各一张附实验结果图；d封面装帧成册；、系统说明(概述)1.设计目的(1)掌握自动控制原理课程中所学的理论知识(2)掌握反应系统的根本理论和方法，对工程系统进行全面分析(3)掌握控制系统的设计与校正方法(4) 掌握使用mathtype, vis
7、io, matlab的使用方法2 .系统原理(简介)R3Rf2C(t)R = 1MC ,C1 = *F,R2=100Kc , Rf1 = 500Kc,C2 = 1NF R3=500Kg , Rf1 = 2MC ,C2 = * F3 .各环节的性能、功能特性说明(1)积分环节输入量与输出量成积分关系的环节，简称为积分环节。其特点： 输入量与输出量的积分成正比例，当输入消失，输出保持不变，具有 记忆功能，积分环节收到扰动自身无法到达稳定。(2)惯性环节一阶惯性环节的微分方程是一阶的，且输出响应需要一定时间 后到达稳态值，因此称为一阶惯性环节。其特点：输出信号对 输入信号的响应存在惯性(输入信号阶跃
8、参加后，输出信号不 能突然变化，只能随着时间增加逐渐变化)。4 .设计根本要求(1)要求输出等于给点输入所要求的期望输出值。(2)要求输出尽量不收扰动的影响。(3)衡量一个系统是否完成以上两点，把要求划为稳，快，准评价5.设计指标设定：输入为r(t尸a+bt (其中:a=10 b=20);在保证静态指标KV至70的前提下；要求动态期望指标：(rp%w40% ; ts 1sec.二、系统分析1 .原系统Bode图2 .稳定性分析特征方程： D(S) =S(1 0.1S)(1 0.02S) k =0.002S3 0.12S2 S k根据劳斯判据判定:S30.00210S20.12000.12 -0
9、.002k八八000.12k000.12 -0.002k 00.12KW 60因为Kv三70二系统不稳定3 .稳态精度分析essR t )=5 10t5 10 5s 10C(s) =R(s)G0(s)1 G0 (s)R(s) 一三二 s s sk R(s)s(1 0.1s)(1 0.02s) kE(s) =R- F (s) I - R(s) 1 -C(s) 1=lim sE(s) = lims0s0sR(s) 1 -C(s) 1s2 10s(1 0.1s)(1 0.02s) k-k 10s(1 0.1s)(1 0.02s) k5s 10s4.动态性能分析超调量M p和调节时间tspG0(s)
10、=ks(1 0.1s)(1 0.02s)ks(1 0.1s)s2 2 ns ，n2 = s2 10s 10kK=20二4n =10s/2瓦-超调量二=e I 100% ： 68.5%调节时间ts二(3 : 4):0.6 ： 0.8超调量不满足要求:- % 20%三、系统综合1 .利用期望指标绘制Bode图2 .设计校正规律和校正装置电路图、装置参数3 .系统综合过程表达Bode图上谐振峰值:M1K=2+1 .毓一十1) 24. 5 (2 仃%)取 40%sin超调量ts ：WcM =1.5= 41.81由于 ts 1 取 ts=0.5wc = 23.4由 bode 图得至U wc0 =19 2
11、3.4原系统相位裕度 co =180(19)-100 38.680所需的相位超前角m = c- C0 (50 -200) = 63.680衰减率二=sin m = 0.0461 sin m确定两转折频率 W1 =、.三WC =5.012W2 =WC= 109.1补偿增益Kc =1 =21.74Of矫正后的系统传递函数:G(s)= Kc ;1 . jww1 Jwks(0.02s 1)(0.1s 1)70(1 0.2s)1(0.0917s 1)s(0.02s 1)(0.1s 1)w2四、系统物理模拟图1 .原系统模拟图2 .原系统单位阶跃响应曲线重庆邮电大学移通学院ii3.综合后系统模拟图重庆邮电
12、大学移通学院总结?自动控制原理?课程设计结束了，个人感觉自己又学到了好多以前不 知道的东西，收获很多。在马老师的指导下，我们的课程设计完成得很顺利。通 过本次课程设计，我不但复习了知识，也更加深刻的理解了公式的意义， 坚实了 许多模棱两可的知识点，认识掌握了多种数学办公软件的操作和运行。课程设计 的时间虽然很短，但是使我受益匪浅，我知道了积极参与，充满热情，敢于动手 地做一件事，才能学到真的知识，亲身经历的感觉会让我记住一生总的来说，通过这次课程设计，我的能力和素质都得到了提高！#参考文献孙亮等.自动控制原理.北京工业大学出版社.2021.8 .戴忠达.自动控制理论根底.清华大学出版社.1991王积伟.控制工程根底.国防工业出版社.2001胡寿松.自动控制原理M.4版.北京：科学出版社，2001.绪方胜彦.现代控制工程M.北京.科学出版社，1976.
