2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、<p>  成績(jī): </p><p>  自 動(dòng) 控 制 原 理</p><p><b>  課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p><b>  學(xué)生姓名: </b></p><p>  班 級(jí):工業(yè)自動(dòng)化091</p><p>  學(xué)

2、 號(hào):0000</p><p><b>  指導(dǎo)老師:….</b></p><p>  設(shè)計(jì)時(shí)間:2011.12</p><p><b>  目錄</b></p><p><b>  1設(shè)計(jì)目的3</b></p><p><b>  2設(shè)計(jì)任

3、務(wù)3</b></p><p><b>  3設(shè)計(jì)要求:3</b></p><p>  4設(shè)計(jì)方法和步驟4</p><p>  4.1校正前系統(tǒng)分析4</p><p>  4.1.1系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益K4</p><p>  4.1.2校正前的系統(tǒng)圖4</p>&l

4、t;p><b>  5課程設(shè)計(jì)總結(jié)3</b></p><p><b>  6參考文獻(xiàn)3</b></p><p><b>  1設(shè)計(jì)目的</b></p><p>  掌握控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校正方法、步驟。</p><p>  掌握對(duì)控制系統(tǒng)的相角裕度、穩(wěn)態(tài)誤差、截止頻率和

5、動(dòng)態(tài)性能分析。</p><p>  掌握利用matlab對(duì)控制理論內(nèi)容進(jìn)行分析。</p><p>  提高分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力。</p><p><b>  2設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>  題目:已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)被控制對(duì)象的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)</p><p>  用串聯(lián)校正的頻率域方法對(duì)系統(tǒng)

6、進(jìn)行串聯(lián)校正設(shè)計(jì)。</p><p>  任務(wù):用串聯(lián)校正的頻率域方法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行串聯(lián)校正設(shè)計(jì),使系統(tǒng)滿足如下動(dòng)態(tài)及靜態(tài)性能指標(biāo):</p><p> ?。?)在單位斜坡信號(hào)作用下,系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差;</p><p> ?。?)系統(tǒng)校正后,相位裕量。</p><p><b> ?。?)截止頻率。</b></p>&

7、lt;p><b>  3設(shè)計(jì)要求:</b></p><p>  按如下步驟,利用頻率域串聯(lián)校正方法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行的串聯(lián)校正設(shè)計(jì):</p><p> ?。?)根據(jù)要求的穩(wěn)態(tài)品質(zhì)指標(biāo),求系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益值;</p><p> ?。?)根據(jù)求得的值,畫(huà)出校正前系統(tǒng)的Bode圖,并計(jì)算出幅值穿越頻率、相位裕量(要求利用MATLAB軟件編程進(jìn)行輔助設(shè)計(jì))

8、,以檢驗(yàn)性能指標(biāo)是否滿足要求。若不滿足要求,則執(zhí)行下一步;</p><p> ?。?)畫(huà)出串聯(lián)校正結(jié)構(gòu)圖,分析并選擇串聯(lián)校正的類型(超前、滯后和滯后-超前校正)。</p><p> ?。?)確定校正裝置傳遞函數(shù)的參數(shù);</p><p>  (5)畫(huà)出校正后的系統(tǒng)的Bode圖,并校驗(yàn)系統(tǒng)性能指標(biāo)(要求利用MATLAB軟件編程進(jìn)行輔助設(shè)計(jì))。若不滿足,跳到第(4)步。否

9、則進(jìn)行下一步。</p><p> ?。?)提出校正的實(shí)現(xiàn)方式及其參數(shù)。(要求實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)校正前、后系統(tǒng)并得到的校正前后系統(tǒng)的階躍響應(yīng))</p><p><b>  4設(shè)計(jì)方法和步驟</b></p><p>  4.1校正前系統(tǒng)分析</p><p>  4.1.1系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益K</p><p>  由

10、題意可知,開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)在單位斜坡信號(hào)r(t)= t作用下,要滿足系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。可由終值定理求出。</p><p><b>  =</b></p><p>  因此要求,就有K100,取K=100</p><p>  所以校正前的系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為:</p><p>  4.1.2校正前的系統(tǒng)圖</p>&

11、lt;p><b>  bode圖:</b></p><p>  利用MATLAB繪畫(huà)校正系統(tǒng)前的bode圖</p><p>  在MATLAB中編寫(xiě)如下程序:</p><p><b>  num=100;</b></p><p>  den=[0.1 1 0];</p><

12、p>  g=tf(num,den);</p><p><b>  bode(g)</b></p><p>  所以校正系統(tǒng)前的Bode圖如下圖所示</p><p><b>  階躍響應(yīng)圖:</b></p><p>  利用MATLAB繪畫(huà)出系統(tǒng)校正前的單位階躍響應(yīng)曲線</p>&

13、lt;p>  在MATLAB中編寫(xiě)如下程序:</p><p><b>  num=100;</b></p><p>  den=[0.1 1 100];</p><p>  g=tf(num,den);</p><p><b>  step(g)</b></p><p>

14、;  所以校正系統(tǒng)前的單位階躍響應(yīng)曲線圖如下圖所示</p><p><b>  參量圖:</b></p><p>  利用MATLAB求出系統(tǒng)校正前具體的截止頻率和相穩(wěn)定裕度</p><p>  在MATLAB中編寫(xiě)如下程序:</p><p><b>  num=100;</b></p>

15、<p>  den=[0.1 1 0];</p><p>  g=tf(num,den);</p><p>  [gm,pm,wcg,wcp]=margin(g)</p><p><b>  求得具體參量圖如下</b></p><p>  有圖可知:, </p><p>  結(jié)

16、論:以上兩個(gè)參數(shù)均不能滿足要求</p><p>  4.2校正裝置結(jié)構(gòu)分析</p><p>  4.2.1分析選取校正環(huán)節(jié),畫(huà)出結(jié)構(gòu)圖</p><p>  由于滿足穩(wěn)態(tài)要求時(shí),和均比期望值小,因此要求加入的,能使校正后的系統(tǒng),截止頻率和相穩(wěn)定裕度同時(shí)增大,為此選取</p><p><b>  的相位超前校正</b><

17、;/p><p><b>  結(jié)構(gòu)圖:</b></p><p>  4.2.2確定校正裝置參數(shù):</p><p>  a、T確定的原則:最大相位超前角發(fā)生在新的截止頻率處,這里>40。因此應(yīng)有=>40。依題意可取=47. 由上圖(校正前系統(tǒng)的Bode圖)可知=47時(shí)幅頻特性是-7dB,為了使47處成為校正后的截止頻率,校正環(huán)節(jié)需在=47處

18、提供7dB的增益。</p><p>  所以有: 10lga=7</p><p><b>  =47</b></p><p>  求得a=5 T=0.0095</p><p>  由式: 得:(s)=,==42°</p><p>  4.2.3校正裝置bode圖</p>

19、;<p>  利用MATLAB繪畫(huà)校正裝置的bode圖</p><p>  在MATLAB中編寫(xiě)如下程序:</p><p>  num=[0.0475 1];</p><p>  den=[0.0095 1];</p><p>  g=tf(num,den);</p><p><b>  bod

20、e(g)</b></p><p>  校正裝置的Bode圖如下圖所示</p><p>  4.3校正后系統(tǒng)分析</p><p>  加入(s)后的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為</p><p><b>  (s)(s)=</b></p><p>  4.3.1校正后的系統(tǒng)圖</p>&l

21、t;p><b>  bode圖</b></p><p>  利用MATLAB繪畫(huà)校正后系統(tǒng)的bode圖</p><p>  在MATLAB中編寫(xiě)如下程序</p><p>  num=[4.75 100];</p><p>  den=[0.00095 0.1095 1 0];</p><p>

22、;  g=tf(num,den);</p><p><b>  bode(g)</b></p><p>  所以校正系統(tǒng)后的Bode圖如下圖所示</p><p><b>  階躍響應(yīng)圖:</b></p><p>  利用MATLAB繪畫(huà)出系統(tǒng)校正后的單位階躍響應(yīng)曲線</p><

23、p>  在MATLAB中編寫(xiě)如下程序:</p><p>  num=[4.75 100];</p><p>  den=[0.00095 0.1095 5.75 100];</p><p>  g=tf(num,den);</p><p><b>  step(g)</b></p><p>

24、  校正系統(tǒng)后的單位階躍響應(yīng)曲線圖如下圖所示</p><p><b>  參量圖:</b></p><p>  利用MATLAB求出系統(tǒng)校正后具體的截止頻率和相穩(wěn)定裕度</p><p>  在MATLAB中編寫(xiě)如下程序:</p><p>  num=[4.75 100];</p><p>  de

25、n=[0.00095 0.1095 1 0];</p><p>  g=tf(num,den);</p><p>  [gm,pm,wcg,wcp]=margin(g)</p><p><b>  求得具體參量圖如下</b></p><p>  有圖可得系統(tǒng)校正后:= 46.6>40 </p><

26、;p><b>  =54>45 </b></p><p>  可知通過(guò)系統(tǒng)校正裝置后,系統(tǒng)滿足設(shè)計(jì)要求</p><p>  4.4校正的實(shí)現(xiàn)方式及其參數(shù)</p><p>  校正前系統(tǒng)模擬電路圖:</p><p>  采用有源網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)校正網(wǎng)絡(luò),可用放大器和RC元件構(gòu)成有源超前校正裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)</p>

27、<p>  在慣性環(huán)節(jié)中: K1=1,T1=0.01 (K1=,T1=R1C1)</p><p>  其中R0=R1=100,C=0.1F</p><p>  在比例微分環(huán)節(jié)中:K2=1,T2=0.05 (K2=,T2=C2 )</p><p>  其中R3=R4=100,R2=200,C=1F</p><p>  校正

28、后的系統(tǒng)模擬電路圖:</p><p><b>  5課程設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p>  在這課程設(shè)計(jì)之前以為這作業(yè)學(xué)不到什么實(shí)際的東西,但做完才發(fā)現(xiàn),原來(lái)除了書(shū)本上的理論知識(shí),還有電腦軟件可以一起幫助解決問(wèn)題,這改變了我之前對(duì)課程設(shè)計(jì)膚淺的認(rèn)識(shí)。</p><p>  對(duì)于MATLAB 的學(xué)習(xí),之前也是在課堂上聽(tīng)到老師隨口說(shuō)說(shuō),沒(méi)有實(shí)際操作

29、過(guò),經(jīng)過(guò)這個(gè)課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí),大體掌握了MATLAB的學(xué)習(xí)和應(yīng)用,每個(gè)軟件都有它存在的道理。</p><p>  在做課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中,遇到不懂的問(wèn)題就向同學(xué)請(qǐng)教,一起探討知識(shí)??傊藭?shū)本知識(shí)和考試檢測(cè)之外,我覺(jué)得課程設(shè)計(jì)更是個(gè)考驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的好途徑。</p><p><b>  6參考文獻(xiàn)</b></p><p>  [1] 欒坤.自動(dòng)控制

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