自动化专业课程设计报告自动化专业课程设计报告自动化专业课程设计报告《自动控制原理课程设计》题目：超前校正环节的设计班级自动化09-1姓名杨金凤学号0905130122时间201*.12.13-201*.12.17地点电信实验十九软件机房指导教师崔新忠大连海洋大学信息工程学院自动化教研超前校正环节的设计一，设计课题已知单位反馈系统开环传递函数如下：kGOss10.1s10.3s试设计超前校正环节，使其校正后系统的静态速度误差系数Kv6，相角裕度为45度，并绘制校正前后系统的单位阶跃响应曲线，开环Bode图和闭环Nyquist 图。
二、课程设计目的1.通过课程设计使学生更进一步掌握自动控制原理课程的有关知识，加深对内涵的理解，提高解决实际问题的能力。
2.理解自动控制原理中的关于开环传递函数，闭环传递函数的概念以及二者之间的区别和联系。
3.理解在自动控制系统中对不同的系统选用不同的校正方式，以保证得到最佳的系统。
4.理解在校正过程中的静态速度误差系数，相角裕度，截止频率，超前(滞后)角频率，分度系数，时间常数等参数。
5.学习MATLAB在自动控制中的应用，会利用MATLAB提供的函数求出所需要得到的实验结果。
6.从总体上把握对系统进行校正的思路，能够将理论操作联系实际、运用于实际。
三、课程设计思想我选择的题目是超前校正环节的设计，通过参考课本和课外书，我大体按以下思路进行设计。
首先通过编写程序显示校正前的开环Bode图，单位阶跃响应曲线和闭环Nyquist图。
在Bode图上找出剪切频率，算出相角裕量。
然后根据设计要求求出使相角裕量等于45度的新的剪切频率和分度系数a。
最后通过程序显示校正后的Bode图，阶跃响应曲线和Nyquist图，并验证其是否符合要求。
四、课程设计的步骤及结果1、因为GOsk是Ⅰ型系统，其静态速度误差系数s10.1s10.3sKv=K,因为题目要求校正后系统的静态速度误差系数Kv6，所以取K=6。
通过以下程序画出未校正系统的开环Bode图，单位阶跃响应曲线和闭环Nyquist图：k=6;n1=1;d1=conv(conv([10],[0.11]),[0.31]);[mag,phase,w]=bode(k*n1,d1);figure (1);margin(mag,phase,w);holdon;figure(2);s1=tf(k*n1,d1);sys=feedback(s1,1);step(sys);figure(3);sys1=s1/(1+s1);nyquist(sys1);gridon图1-校正前开环波特图图2-校正前输入波形由校正前Bode图可以得出其剪切频率为3.74，可以求出其相角裕量0=1800-900-arctanc0=21.20370。
根本不满足题目要求，所以要设计超前校正网络。
图3-校正前闭环奈斯图2、确定超前校正函数，即确定超前网络参数a和T。
确定该参数的关键是求超前网络的剪切频率c，有以下公式：L(wc)Lc(wm)10lga；（1）T1wma；（2）marcsina1；（3）a1a和由（1）、（2）、（3）三个公式可的关于c的方程组：10lga20lgarcsin6（方程1）(jwc)(0.1jwc1)(0.3jwc1)a190arctan(0.1wc)arctan(0.3wc)45（方程2）a1 用MATLAB解方程组程序如下：[aw]=solve("10*log10(a)=20*log10(w*sqrt((0.1*w)^2+1)*sqrt((0.3*w)^2+ 1))-20*log10(6)","asin((a-1)/(a+1))+pi/2-atan(0.1*w)-atan(0.3*w)=pi/4","a,w")可求得：a=7.737076=6.444739rad/s所以,T1wma=0.05578s所以超前网络传递函数可确定为：Gcs1aTs10.4316s1Ts10.05578s3、超前网络参数确定后，已校正系统的开环传递函数可写为：Gc(s)G0(s)6(10.4316s)s(10.1s)(10.3s)(10.0558s)画该函数的Bode图以检验该函数是否符合设计要求，程序如下：k=6;n1=1;d1=conv(conv([10],[0.11]),[0.31]);s1=tf(k*n1,d1);n2=[0.43161];d2=[0. 055781];s2=tf(n2,d2);sope=s1*s2;figure(1);[mag,phase,w]=bode(sope);margin(mag,phase,w);图4-校正后开环波特图由图可以看出，校正后的系统相角裕量等于45，所以符合设计要求。
继续画出已校正系统的单位阶跃响应曲线和闭环Nyquist图，程序如下k=6;n1=1;d1=conv(conv([10],[0.11]),[0.31]);s1=tf(k*n1,d1);n2=[0.43161];d2=[0. 055781];s2=tf(n2,d2);sope=s1*s2;figure(1);sys=feedback(sope,1);step(sys);figure(2);s3=sope/(1+sope);nyquist(s3);gridon;0图5-校正后闭环奈斯图图6-校正后输入五、课程设计总结通过一周的课程设计我对自动控制原理有了一定程度的理解，这次课程设计我选择的题目是超前矫正网络的设计，原本对这一模块的知识掌握的不是很好，但是通过这次课设，使我对超前校正网络设计思路和设计体系格式有了一定的了解，在实验的过程中，通过对MATLAB工具的使用，是思路更加的清晰，同时通过与同学的探讨也发现了自己很多的知识盲点，并加以改正，同时也了解到，自动控制原理所学的分析等等就是为了设计矫正网络使系统更加的稳定，总之通过这次课设使我对自动控制原理有了深刻的认识和了解六、参考文献1.《自动控制原理》孟华编著机械工业出版社2.《控制系统设计与仿真》李宜达编著清华大学出版社3.《控制系统仿真与计算机辅助设计》薛定宇编著机械工业出版社4.《MATLAB7辅助控制系统设计与仿真》飞思科技产品研发中心电子工业出版社5.《MATLAB语言与自动控制系统设计》魏克新等机械工业出版社扩展阅读：东北大学自动化专业课程设计报告自动控制系统课程设计设计题目：全数字直流调速系统课程设计班级：自动化学号：姓名：孙长春指导教师：高明设计时间：0806班201*2518冯琳方晓柯201*年6月5日~201*年6月15日全数字直流调速系统课程设计孙长春201*2518摘要众所周知，执行机构分为电动、气动及液压三种，而电动执行机构占据了最主要的部分。
在电动的执行机构中，直流电动机因其具有良好的调速特性，被工业界广泛的应用。
直流调速方式有很多种，但是通过改变电动机电枢电压，方便可靠，并且可以做到无级调速，备受工程师偏爱。
本文首先从理论上将传统的直流调速系统和全数字的直流调速系统进行阐述，对比了晶闸管-电动机调速系统和全数字调速系统的特点，并着重介绍了应用全数字调速系统的优势；然后分别介绍了开环调速系统，转速单闭环调速系统，电流单闭环调速系统，转速电流双闭环调速系统的结构，并做出了分析。
本文还通过软件设计的方法实现了8个基本实验和2个综合实验，并详细的对系统功能，系统原理，参数设置，运行曲线分析。
通过这10个实验，我们大体上学会了使用6RA70全数字调速系统，并且能利用软件设计实现开环，单闭环，双闭环，特殊给定等实验，这些实验大多数来自工业现场的要求，通过这些实验，我们也初步具备了一些调试经验和能力。
本文的最后，我们还对我们实验过程中遇到的故障进行了记录和分析，这对我们以后的调试来说，是宝贵的经验，在我们再次碰到同样的问题时，我们能轻而易举的将其解决。
这次课程设计对我们每个学生都是一次非常难得的机会，将我们课程上学到的理论知识进行实践，做到学以致用。
作为工科学生，我们不仅要学得好，还要用得好。
关键词：电动直流调速系统全数字调速系统故障分析I全数字直流调速系统课程设计孙长春201*2518目录摘要...................................................................... ............................................................I1.概述...................................................................... ..................................................-2-2.课程设计任务及要求...................................................................... .. (2)2.1设计任务...................................................................... ..................................-2-2.2设计要求...................................................................... ..................................-3-3.理论设计...................................................................... . (3)3.1方案论证...................................................................... .. (3)3.1.1传统的直流调速系统...................................................................... .......-3-3.1.2全数字直流调速系统...................................................................... .......-3-3.1.36RA70直流调速控制器...................................................................... ....-4-3.2系统设计...................................................................... ..................................-5-4.系统设计...................................................................... . (6)4.1软件设计...................................................................... . (6)4.1.1系统的初始参数输入（系统初始化）......................................................-7-4.1.2系统的控制参数设定...................................................................... ........-7-4.1.3开环调速系统设定调整...................................................................... ....-9-4.1.4单闭环调速系统设定调整...................................................................... -9-4.1.5直流电动机的高、低速调节.. (10)4.1.6直流电动机的点动控制...................................................................... ..-12-4.1.7直流电动机的爬行控制...................................................................... ..-14-4.1.8电枢电流闭环控制...................................................................... .........-16-4.1.9震荡发生器...................................................................... ....................-17-4.1.10斜坡函数发生器的参数设定及波形调整. (20)5.故障分析...................................................................... .........................................-23-6.使用仪器设备清单...................................................................... ...........................-24-7.收获、体会和建议...................................................................... ...........................-24-8.参考文献...................................................................... .. (26)全数字直流调速系统课程设计孙长春201*25181.概述由于自动控制系统这门课涵盖知识面广，理论联系实际的特点，因此，该课程的实验教学也有着无法取代的地位，特别是在可控关断电力电子器件出现后，经过深入的研究，已经建立了熟悉的数学模型和完善的理论体系，广泛的应用于实际的生产中。