现代控制理论课程设计报告

湖北文理学院

课程设计说明书

2015 年 9

设计名称 两轴式四档变速器传动机构设计 学 院 机械与汽车工程学院 系 别 车辆系 专 业 车辆工程 班 级 12级1211班 姓 名 樊孝纬 指导教师 邓利军

月 10 日

机械与汽车工程学院

第 1 页

湖北文理学院

两轴式四档变速器传动机构设计 摘要

汽车变速器，是一套用于来协调发动机的转速和车轮的实际行驶速度的变速装置，用于发挥发动机的最佳性能。变速器可以在汽车行驶过程中，在发动机和车轮之间产生不同的变速比，通过换挡可以使发动机工作在其最佳的动力性能状态下。变速器的发展趋势是越来越复杂，自动化程度也越来越高，自动变速器将是未来的主流。

本次设计的汽车变速箱主要是从强度方面来对齿轮的尺寸计算及校核，轴的尺寸计算和位置的确定，选择设计满足其承载能力的同步器。另外，针对齿轮作用力的不同，在不同的轴上选择合适的轴承。利用软件AUTCAD完成变速器总成图、第一轴、第二轴、中间轴、各个挡齿轮及同步器的设计。

随着我国汽车行业的迅猛发展，人们对汽车的需求也越来越高。通过对轿车车变速器的设计，我

《现代控制理论》课程教学大纲

课程名称：现代控制理论 英文名称：Modern Control Theory 课程性质：专业选修课程 开课学期：第6学期

适用专业：电气工程及其自动化

先修课程：高等数学、线性代数、复变函数与积分变换、自动控制原理、普通

物理、电路原理

后续课程：无

开课单位：机电工程学院 大纲执笔人：高瑜

课程代码：ELEA3024 学分/学时：2学分/36学时

课程负责人：杨歆豪 大纲审核人：余雷

一、课程性质和教学目标（在人才培养中的地位与性质及主要内容，指明学生需掌握知识与能力及应达到的水平）

课程性质：《现代控制理论》是电气工程及自动化专业的一门专业选修课程。区别于经典控制理论，现代控制理论以状态空间模型为基础，主要研究系统内部状态量的运动规律，并提出了能控性、能观测性、李雅普诺夫稳定性理论、极点配置、状态观测器设计、最优控制等线性系统分析方法。重在培养学生扎实的理论基础及控制系统的设计能力。

教学目标：通过本课程的教学，使学生掌握现代控制理论的基本内容，为后续课程的学习以及从事复杂的过程控制工作打下基础。 本课程的具体教学目标如下：

1. 掌握如何根据系统物理机制建立状态空间表达式的具体方法，培养学生对电路、机械等实

汽车工程学A（I）课程设计

题目：汽车的操纵稳定性研究与分析

班级： 姓名： 学号： 指导老师：

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目录

摘要 ……………………………………………………………… 3 （一) 汽车的操纵稳定性简介及汽车的二自由度模型……… 4 （二）二自由度汽车车身参数及相关条件…………………… 4 （三）前轮角阶跃输入下汽车的稳态响应和瞬态响应分析 … 4

（1）前轮角阶跃输入下汽车的稳态响应……………… 4 （2）前轮角阶跃输入下汽车的瞬态响应……………… 7

（四）汽车的横摆角速度频率响应特性分析………………… 11 （五）总结 ……………………………………………………… 12 参考文献 ………………………………………………………… 12

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摘要

本文通过实例详细描述了在Matlab环境下的车辆操纵稳定性仿真研究的实现过程，通过将汽车简化为二自由度模型，对某一具体车型进行了稳态和瞬态的响应分析，时域及频域分析及系统稳定性分析，仿真结果可为评价车辆的操纵稳定性及车辆参数的改进设计提供理论依据。

关 键 词: 车辆；操纵稳定性；动态仿真；Matlab

Abstract

This paper presents a detailed

中南大学信息科学与工程学院

《最优控制理论》

课程总结

姓 名： 肖凯文 班 级： 自动化1002班 学 号： 0909100902 任课老师： 彭 辉

中南大学信息科学与工程学院

摘 要： 最优控制理论是现代控制理论的核心，控制理论的发展来源于控制对象的要求。尽50年来，科学技术的迅速发展，对许多被控对象，如宇宙飞船、导弹、卫星、和现代工业设备的生产过程等的性能提出了更高的要求，在许多情况下要求系统的某种性能指标为最优。这就要求人们对控制问题都必须从最优控制的角度去进行研究分析和设计。最优控制理论研究的主要问题是：根据已建立的被控对象的时域数学模型或频域数学模型，选择一个容许的控制律，使得被控对象按预定要求运行，并使某一性能指标达到最优值[1]。

关键字：最优控制理论，现代控制理论，时域数学模型，频域数学模型，控制率 Abstract： The Optimal Control Theory is the core of the Modern Control Theory，the development of control theory

中南大学 课程设计报告

题 目 现代信号处理 学生姓名 任秋峥 指导教师 张昊、张金焕 学 院 信息科学与工程学院 学 号 0909090711 专业班级 电子信息专业0901班 完成时间 2011年9月7号

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目录

第一章、课程设计题目 .........................................................................................................................................3 1.1题目 .....................................................................................................

锅炉控制系统设计

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目录

一、概述-----------------------------------------------------------------------3 二、工业锅炉控制系统的基本任务和要求--------------------------------------------3 2．1给水控制系统----------------------------------------------------------------3 2．2过热蒸汽温度的调节系统------------------------------------------------------4 2．3燃烧调节系统----------------------------------------------------------------4 2．4锅炉的主要设计参数----------------------------------------------------------4 三、工业锅炉自动控制系统方案的设计----------------------------------------------5 3．1给水控制系统---

最优控制课程设计报告

液体搬送过程中的液面振动控制问题

第一章 前言

在铸造行业的浇铸过程中，溶液的浇铸是一项非常危险的作业。由于溶液温度的降低会影响铸件的品质，所以要求浇铸过程要在最短时间内完成。因此，要求浇铸行业向自动化、高速化方向发展。

当前，铸造行业中大多采用铸件在生产线上移动的浇铸系统。由于铸件经常处于频繁地加速起动和减速制动过程中，导致溶液激烈振动、甚至从铸件中溢出的现象发生。这不仅给生产带来危险，而且也会导致铸件的质量下降。同时，剧烈的运动还会造成铸模破损，从而使铸件报废。

针对以上问题，我们希望开发一种高速浇铸系统，在铸件快速移动的过程中，通过对生产线拖动电机的电压控制，达到对溶液液面的振动进行控制的目的，从而使液面不仅在运动停止时不产生振动，而且在整个运动过程中也保持平稳。

关于液面振动的控制问题，文献[1]建立了液体的一次振子模型，并对该侍服系统利用二次评价函数及加权的方法求出了最优控制信号。文献[2]针对长方体的容器，建立了液体的振子模型，设计了一种H?鲁棒控制器，实现了对液面振动的控制。

本论文以振动液体为控制对象，首先利用拉格朗日法推导出描述液体振动的数学模型，并利用不同波形的输入电压信号进行了仿真计算，从而了解了铸

最优控制课程设计报告

液体搬送过程中的液面振动控制问题

第一章 前言

在铸造行业的浇铸过程中，溶液的浇铸是一项非常危险的作业。由于溶液温度的降低会影响铸件的品质，所以要求浇铸过程要在最短时间内完成。因此，要求浇铸行业向自动化、高速化方向发展。

当前，铸造行业中大多采用铸件在生产线上移动的浇铸系统。由于铸件经常处于频繁地加速起动和减速制动过程中，导致溶液激烈振动、甚至从铸件中溢出的现象发生。这不仅给生产带来危险，而且也会导致铸件的质量下降。同时，剧烈的运动还会造成铸模破损，从而使铸件报废。

针对以上问题，我们希望开发一种高速浇铸系统，在铸件快速移动的过程中，通过对生产线拖动电机的电压控制，达到对溶液液面的振动进行控制的目的，从而使液面不仅在运动停止时不产生振动，而且在整个运动过程中也保持平稳。

关于液面振动的控制问题，文献[1]建立了液体的一次振子模型，并对该侍服系统利用二次评价函数及加权的方法求出了最优控制信号。文献[2]针对长方体的容器，建立了液体的振子模型，设计了一种H?鲁棒控制器，实现了对液面振动的控制。

本论文以振动液体为控制对象，首先利用拉格朗日法推导出描述液体振动的数学模型，并利用不同波形的输入电压信号进行了仿真计算，从而了解了铸

附件三：实验课程教学大纲基本格式

智能计算实验课程教学大纲

课程名称： 智能计算 英文名称： Intelligent Computation 学 时： 16 其中必做： 16 学 分： 0.5 开课学期： 第7学期 适用专业： 计算机科学与技术 课程类别： 选修 课程性质： 专业课 先修课程： 程序设计基础 课程编码： 一、课程性质及任务

智能计算是计算机专业本科生的一门选修课程，也是一门理论与实践相结合的课程。智能计算实验课程是它的重要组成部分和补充。本课程旨在培养学生对人工智能、智能计算领域学习兴趣，使学生了解和掌握智能计算的基本概念、理论和一些主流的智能计算方法，进一步加强和培养学生独立分析和解决问题的能力，为将来在人工智能、智能计算领域的进一步研究和实践奠定良好的基础。

二、课程的教学要求

了解和掌握智能计算的基本概念、理论。理解一些主流智能计算方法的设计思路、性能特点以及适用范围。能够运用编程工具和编程语言对一些标准方法进行实现，并能够在实现过程中进行调试、排错，保证算法实现的正确性，从而达到理论知识和实验知识的融会贯通，知行合一的目的。事先应先编好程序或者伪代码，在实验结束后，应整理出实验报告。

三、实验项目与学时分

附件三：实验课程教学大纲基本格式

智能计算实验课程教学大纲

课程名称： 智能计算 英文名称： Intelligent Computation 学 时： 16 其中必做： 16 学 分： 0.5 开课学期： 第7学期 适用专业： 计算机科学与技术 课程类别： 选修 课程性质： 专业课 先修课程： 程序设计基础 课程编码： 一、课程性质及任务

智能计算是计算机专业本科生的一门选修课程，也是一门理论与实践相结合的课程。智能计算实验课程是它的重要组成部分和补充。本课程旨在培养学生对人工智能、智能计算领域学习兴趣，使学生了解和掌握智能计算的基本概念、理论和一些主流的智能计算方法，进一步加强和培养学生独立分析和解决问题的能力，为将来在人工智能、智能计算领域的进一步研究和实践奠定良好的基础。

二、课程的教学要求

了解和掌握智能计算的基本概念、理论。理解一些主流智能计算方法的设计思路、性能特点以及适用范围。能够运用编程工具和编程语言对一些标准方法进行实现，并能够在实现过程中进行调试、排错，保证算法实现的正确性，从而达到理论知识和实验知识的融会贯通，知行合一的目的。事先应先编好程序或者伪代码，在实验结束后，应整理出实验报告。

三、实验项目与学时分