重庆大学自动控制原理课程设计

自动控制原理课程设计

本课程设计的目的着重于自动控制基本原理与设计方法的综合实际应用。主要内容包括：古典自动控制理论（PID）设计、现代控制理论状态观测器的设计、自动控制MATLAB仿真。通过本课程设计的实践，掌握自动控制理论工程设计的基本方法和工具。

1 内容

某生产过程设备如图1所示，由液容为C1和C2的两个液箱组成，图中Q为稳态液体流量(m3/s)，?Qi为液箱A输入水流量对稳态值的微小变化(m3/s)，

?Q1为液箱A到液箱B流量对稳态值的微小变化(m3/s)，?Q2为液箱B输出水流量对稳态值的微小变化(m3/s)，h1为液箱A的液位稳态值(m)，?h1为液箱A液面高度对其稳态值的微小变化(m)，h2为液箱B的液位稳态值(m)，?h2为液箱B液面高度对其稳态值的微小变化(m)，R1,R2分别为A，B两液槽的出水管液阻

(m/(m3/s))。设u为调节阀开度(m2)。

已知液箱A液位不可直接测量但可观，液箱B液位可直接测量。

Qi+△Qih10+△h1AQ10+△Q1h20+△h2BQ20+△Q2

图1 某生产过程示意图

要求

1. 建立上述系统的数学模型；

2. 对模型特性进行分析，时域指标计算，绘出bode,乃示图，阶跃反应曲线 3

自 动 控 制 原 理 课 程 设 计

物理科学与工程技术学院

课程设计说明书

课题名称： 自动控制原理 设计题目： 自动控制与检测原理

专业班级： 11级自动化 学生姓名： 袁 学 号 ： 1134307138

1

自 动 控 制 原 理 课 程 设 计

自动控制系统

为了实现各种复杂的控制任务，首先要将被控制对象和控制装置按照一定的方式连接起来，组成一个有机的总体，这就是自动控制系统。在自动控制系统中，被控对象的输出量即被控量是要求严格加以控制的物理量，它可以要求保持为某一恒定值，例如温度，压力或飞行航迹等；而控制装置则是对被控对象施加控制作用的机构的总体，它可以采用不同的原理和方式对被控对象进行控制，但最基本的一种是基于反馈控制原理的反馈控制系统。

自动检测

检测是指为确定产品、零件、组件、部件或原材料是否满足设计规定的质量标准和技术要求目标值而进行的测试、测量等质量检测活动。检测有3个目标: ①实际测定产品(含零、部件)的规定质量

物理科学与工程技术学院

课程设计说明书

课题名称：自动控制原理

设计题目：自动控制与检测原理

专业班级：11级自动化

学生姓名：袁

学号：1134307138

自动控制系统

为了实现各种复杂的控制任务，首先要将被控制对象和控制装置按照一定的方式连接起来，组成一个有机的总体，这就是自动控制系统。在自动控制系统中，被控对象的输出量即被控量是要求严格加以控制的物理量，它可以要求保持为某一恒定值，例如温度，压力或飞行航迹等；而控制装置则是对被控对象施加控制作用的机构的总体，它可以采用不同的原理和方式对被控对象进行控制，但最基本的一种是基于反馈控制原理的反馈控制系统。

自动检测

检测是指为确定产品、零件、组件、部件或原材料是否满足设计规定的

质量标准和技术要求目标值而进行的测试、测量等质量检测活动。检测有3个目标：①实际测定产品（含零、部件）的规定质量特性及其指标的量值。② 根据测得值的偏离状况，判定产品的质量水平（等级）,确定废次品。③认定测量方法的正确性和对测量活动简化是否会影响对规定特征的控制

自动检测是指在计算机控制的基础上，对系统、设备进行性能检测和故障诊断。他是性能检测、连续监测、故障检测和故障定位的总称。现代自动检测技术是计算机技术、微电子技术、测量技术、传感技

综述

坦克火控系统等控制系统归根结底主要是依赖于位置随动系统的控制问题，其根本任务就是以足够的控制精度通过执行机构实现被控目标即输出位置对给定量即输入位置的及时和准确的跟踪。

目前对新型坦克装备的火控系统的基本要求如下： 快速发现、捕获和识别目标； 反应时间短； 远距离射击首发命中率高； 坦克行进间能射击固定或运动目标；操作简便，可靠性高； 配有自检系统，维修简便； 具有较高的效费比。坦克火控系统即随动系统的设计要依据性能指标的要求，选择合适的元器件和适当的控制方式，以达到性价比的最优选择。

本此设计我将各控制系统抽象为位置随动系统来进行研究。

1控制系统的设计步骤

根据综述所述，坦克火炮控制系统可抽象为位置随动系统，主要解决位置跟随的控制问题，其根本任务就是通过执行机构实现被控量即输出位置对给定量即输入位置的及时和准确的跟踪，并要求具有足够的控制精度。

根据设计任务的要求，本设计采用双闭环系统，实现输出信号对输入信号的跟踪和复现。初步设计的环节如下

角差检测装置可以选择电位器组成的检测器，或者自整角机检测装置。

有两个运算放大器环节：第一个运放为角差检测装置，它可以选择可以选择电位器组成的检测器，或者自整角机检测装置。第二个运算放大器：给定

扬州大学水利与能源动力工程学院

课 程 名 称：题 目 名 称：年级专业及班级：姓 名：学 号：指 导 教 师：评 定 成 绩：教 师 评 语： 2016 课程实习报告

自动控制原理及专业软件课程实习

三阶系统分析与校正 建电1402

王杰 141504230 许慧

指导老师签名：

年 12月 27日

扬州大学能源与动力工程学院实习报告

一、课程实习的目的

（1）培养理论联系实际的设计思想，训练综合运用经典控制理论和相关课程知识的能力；

（2）掌握自动控制原理的时域分析法、根轨迹法、频域分析法，以及各种校正装置的作用及用法，能够利用不同的分析法对给定系统进行性能分析，能根据不同的系统性能指标要求进行合理的系统设计，并调试满足系统的指标；

（3）学会使用MATLAB语言及Simulink动态仿真工具进行系统仿真与调试； （4）学会使用硬件搭建控制系统；

（5）锻炼独立思考和动手解决控制系统实际问题的能力，为今后从事控制相关工作打下较好的基础。 二、

课程实习报告

课 程 名 称：

自动控制原理及专业软件课程实习

题 目 名 称：年级专业及班级：姓 名：学 号：指 导 教 师：评 定 成 绩：教 师 评 语： 三阶系统分析与校正

建电1001

******* *************** ***********

指导老师签名：

年 月 日

扬州大学能源与动力工程学院实习报告

扬州大学自控原理课程设计任务书

1课程设计目的与任务

自动控制原理课程设计是综合性与实践性较强的教学环节。本课程设计的任务是使学生初步掌握控制系统数字仿真的基本方法，同时学会利用MATLAB语言进行控制方针和辅助设计的基本技能。

2课程设计的设计课题

题目：三阶系统的校正与分析

设单位负反馈的开环传递函数为：G（s）=K/S(S+1)(S+5),设计校正装置，使系统在阶跃输入下的超调量小于等于30%，调节时间小于等于5s，而单位斜坡输入时的稳态误差小于等于15%。

要求：

扬州大学水利与能源动力工程学院

课程实习报告

课 程 名 称：题 目 名 称：年级专业及班级：姓 名：学 号：指 导 教 师：评 定 成 绩：教 师 评 语： 自动控制原理 二阶系统校正

建电1102

黄伟 111705206 李喆

指导老师签名：

年 月

日

扬州大学能源与动力工程学院课程实习报告

目 录

一 实习的目的、任务及内容........................................... 3

（一）课程实习的目的............................................ 3 （二）课程实习任务.............................................. 3 (三) 课程实习内容.............................................. 3 二 未校正系统的分析................................................. 5

（一） 未校正系统

扬州大学水利与能源动力工程学院

课程实习报告

课 程 名 称：题 目 名 称：年级专业及班级：姓 名：学 号：指 导 教 师：评 定 成 绩：教 师 评 语： 自动控制原理 二阶系统校正

建电1102

黄伟 111705206 李喆

指导老师签名：

年 月

日

扬州大学能源与动力工程学院课程实习报告

目 录

一 实习的目的、任务及内容........................................... 3

（一）课程实习的目的............................................ 3 （二）课程实习任务.............................................. 3 (三) 课程实习内容.............................................. 3 二 未校正系统的分析................................................. 5

（一） 未校正系统

目录

课程设计任务书.............................................................2 正文：温箱温度控制系统设计.....................................6

一、软件仿真单元...............................................................6 1、设计要求.........................................................................6 2、设计设备.........................................................................6 3、设计原理.........................................................................6 4、设计内容及步骤.............................................................7 1)运用MATLAB对温箱模型进

自动控制原理课程设计

自 动 课 课题名称专 业班 级学 号姓 名所在院系完成日期

控 制 系 统 程 设 计

单位负反馈系统的校正设计

自动控制原理课程设计

目 录

一 、设计目的 ------------------------- 3 二、设计任务与要求 --------------------- 3

2.1设计任务 ------------------------- 3 2.2设计要求 ------------------------- 3

三、设计方法步骤及设计校正构图 ----------- 3

3.1校正前系统分析 --------------------- 3 3.2校正方法 ------------------------- 6 3.3校正装置 ------------------------- 7 3.4校正后系统分析 --------------------- 9

四、课程设计小结与体会 ----------------- 12 五、参考文献 ------------------------- 13

自动控制原理课程设计

一 、设计目的

1. 掌握控制系统的设计与校正方法、步骤。

2. 掌握对系统相角裕度、稳态误差和穿越