自动控制原理课程设计任务书

一、基本情况

课程代码：

课程类别：必修课

课程学分：1学分

课程学时：1周

课程对象：电力08-2.3

二、时间安排

1、选题合理

   题目自拟，例如位置随动系统设计、直流电动机调速系统设计、液位控制系统设计等等。

2、每个同学设计内容不可雷同

四、设计说明书内容（以某种位置随动系统为例进行说明）

分章节进行介绍，总体格式如下：

摘要：介绍本课程设计的主要工作，以及达到的目标。

例如：位置随动系统是闭环控制系统，位置指令是经常变化的，并且要求输出量准确跟随给定量的变化，输出响应的快速性、灵活性和准确性成了位置随动系统的主要特征。

在控制系统的分析和设计中，首先建立了系统的数学模型，然后对系统的性能进行分析，绘制出了校正前的频率特性曲线，并对其进行了之后校正，又绘制出了校正后的频率特性曲线，使系统的性能得到了改善。

…….

第一章：

系统数学模型的建立 

要求：1、绘制系统的原理图

例如：

2、说明系统的工作原理

…………..

3、分析各部分电路，求出各个环节的传递函数

例如： （1）自整角机：作为常用的位置检测装置，将角位移或者直线位移转换成模拟电压信号的幅值或相位。自整角机作为角位移传感器，在位置随动系统中是成对使用的。与指令轴相连的是发送机，与系统输出轴相连的是接收机。

在零初始条件下，拉式变换为

（2）功率放大器：

在零初始条件下，拉式变换为

（3）两相伺服电动机：

在零初始条件下，拉式变换为

（4）直流测速电动机：

在零初始条件下，拉式变换为

（5）减速器：

在零初始条件下，拉式变换为

 各部分元件传递函数

（1）                                             （1）

（2）                                          （2）

（3）                                          （3）

（4）                                       （4）

其中是电动机机电时间常数;

是电动机传递系数

（5）                                         （5）

4、绘出系统的结构框图，求出传递函数

位置随动系统的结构框图

开环传递函数： （6）

闭环传递函数： （7）

注：这其中的各个参数值要求自己选择，但是不用做详细说明，之后根据上面两个传递函数可以求出系统的ω、ζ值。

第二章：系统性能的分析

利用传递函数进行下列分析：

1、分析稳定性，可以选择所学的任何一种方法，例如劳斯判据。

2、分析快速性（因为随动系统对快速性要求高）

得出分析结果

第三章：系统校正

为了提高快速性对系统进行校正

1、绘制出校正前的频率特性曲线

图略

得出校正前，截止频率；相角裕度；幅值裕度。

2、分析得出应该选择什么类型的校正装置，进行校正。

1利用所学知识求出校正装置的传递函数

2绘制出校正后的曲线

3根据波特图得出截止频率、相角裕度、幅值裕度。

④对校正前后装置进行比较（例如：校正前，截止频率；相角裕度；幅值裕度。对开环传递函数进行串联滞后校正，减小未校正系统中的中、高频幅值，以降低系统截止频率，从而提高相角裕度。故得到校正后，截止频率；相角裕度；幅值裕度。校正后，系统的相角裕度提高近十度，稳定性变得更好。）

以上为基本设计步骤，根据不同的选题可以有所偏差，但是必须具备三大内容：建模、性能分析、校正（必有校正前后曲线）。

由于编写匆忙里面的实例仅作参考。

                                      自动化系：

                                          邱彬