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自动控制原理课程设计

专 业： 自动化 设计题目： 控制系统的综合设计 班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 雷 霞 分院院长： 许建平 教研室主任： 方建

电气工程学院

一、课程设计任务

1、设计内容

针对二阶系统W(s)?K，利用有源串联超前校正网络（如图

s(s?1)所示）进行系统校正。当开关S接通时为超前校正装置，其传递函数

Wc(s)??Kc?Ts?1Ts?1，其中Kc?R2?R3R2R3?1，，??1?R1R4(R2?R3)T?R4C，“-”号表示反向输入端。若Kc=1，且开关S断开，该装置

相当于一个放大系数为1的放大器（对原系统没有校正作用）。 ?

S R4 C R1 ur R0 R2 R3 ? + ? uc

2、设计要求

1）引入该校正装置后，单位斜坡输入信号作用时稳态误差e(?)?0.1，开环截止频率?c’≥4.4弧度/秒，相位裕量γ’≥45°； 2）根据性能指标要求，确定串联超前校正装置传递函数；

3）利用对数坐标纸手工绘制校正前、后及校正装置对数频率特性曲线；

4）设校正装置R1=100K，R2=R3=50K，根据计算结果确定有源超

前校正网络元件参数R4、C值；

5）绘制引入校正装置后系统电路图（设给定的电阻和电容：R=100K，C=1?F、10?F若干个）；

6）利用Matlab仿真软件辅助分析，绘制校正前、后及校正装置对数频率特性曲线,并验算设计结果；

7）在Matlab-Simulink下建立系统仿真模型，求校正前、后系 统单位阶跃响应特性，并进行系统性能比较；

8）利用自动控制原理实验箱完成硬件设计过程，包括：搭建校正前后系统电路、输入阶跃信号并通过示波器观察校正前后系统输出响应曲线。

3. 课程设计报告要求 （1）设计报告包括内容

1）理论计算校正装置的过程及手工绘制校正前、后对数频率特性； 2）绘制系统电路图时各环节参数的计算过程（包括有源校正装置R4和C的计算过程）；

3）利用Matlab仿真软件辅助分析设计的程序及校正前、后对数频率特性曲线；

4）利用Matlab-Simulink建立校正前、后系统仿真模型，求单位阶跃响应曲线，并计算校正前后系统超调量、调节时间，给出结论； 5）硬件设计过程及设计结果，给出结论。 （2）在设计过程中遇到的软、硬件问题及解决的办法 （3）课程设计总结

包括：本次课程设计过程中的收获、体会，以及对该课程设计的意见、建议等。

（4）上交电子版设计报告 （5）设计中参考文献列表 （6）报告使用B5纸打印 5. 参考资料