哈工大2015自动控制原理大作业要求与题目.doc

自动控制原理大作业要求与题目
(1)人工设计
利用半对数坐标纸手工绘制系统校正前后及校正装置的Bode图,并确定出校正装置的传递函数。验算校正后系统是否满足性能指标要求。
(2)计算机辅助设计
利用MATLAB语言对系统进行辅助设计、仿真和调试。
(3)确定校正装置的电路形式及其参数。
(4)撰写设计报告。具体内容包括如下五个部分。
1)设计任务书
2)设计过程人工设计过程包括计算数据、系统校正前后及校正装置的Bode图(在半对数坐标纸上)、校正装置传递函数、性能指标验算数据。计算机辅助设计过程包括Simulink仿真框图、Bode图、阶跃响应曲线、性能指标要求的其他曲线。
3)校正装置电路图
4)设计结论
5)设计后的心得体会
参考图1所示的闭环控制系统。试设计一个超前校正装置,使得相位裕度为,幅值裕度不小于8分贝,稳态速度误差常数为4秒-1。利用MATLAB画出已校正系统的单位阶跃和单位斜坡响应曲线。
图1 题1所述闭环系统
考虑图2所示的系统。试设计一个校正装置,使得稳态速度误差常数等于50秒-1,相位裕度为,幅值裕度不小于8分贝。利用MATLAB画出已校正系统和未校正系统的单位阶跃和单位斜坡响应曲线。
图2 题2所述控制系统
考虑图3所示的卫星姿态控制系统。试设计一个校正装置,使得相位裕度为,幅值裕度大于或等于6分贝。利用MATLAB画出已校正系统的单位阶跃和单位斜坡响应曲线。
图3 题3所述控制系统
考虑图4所示的系统。要求设计一个校正装置,使得稳态速度误差常数为4秒-1,相位裕度为,幅值裕度大于或等于8分贝。利用MATLAB画出已校正系统的单位阶跃和单位斜坡响应曲线。
图4 题4所述控制系统
参考图5所示的系统。试设计一个滞后-超前校正装置,使得稳态速度误差常数为20秒-1,相位裕度为,幅值裕度不小于8分贝。利用MATLAB画出已校正系统的单位阶跃和单位斜坡响应曲线。
图5 题5所述控制系统
在新材料的分析测试工作中,需要在较宽的参数范围内真实再现材料的实际工作环境。从控制系统的角度出发,可以认为,材料分析设备是一个能准确跟踪参考输入的伺服系统。该系统的框图如图6所示。
当时,确定K的合适取值,使系统的相位裕度为,并请估计此时的系统带宽;
试设计一个合适的滞后校正网络,使系统相位裕度为,稳态速度误差常数为2秒-1。
图6 题6所述控制系统框图
继续参考题6给出的系统,试设计一个合适的超前校正网络,使系统的相角裕度为,调节时间小于4秒(按2%准则),稳态速度误差常数为2秒-1。
在德国柏林,磁悬浮列车已经开始试验运行,长度为1600m的M-Bahn号实验线路系统代表了目前磁悬浮列车的发展水平。自动化的磁悬浮列车可以在较短的时间内正常运行,而且具有较高的能量利用率。车体悬浮控制系统的框图模型如图8所示,试设计一个合适的校正网络,使系统的相位裕度满足,并估算校正后系统的阶跃响应。
图8 题8中磁悬浮列车悬浮控制系统
在通常情况下,自动导航小车(AGV)是一种用来搬运物品的自动化设备。大多数AGV都需要有某种形式的导轨,但迄今为止,还没有完全解决导航系统的驾驶稳定性问题。因此,自动导航小车在行驶过程中有时会出现轻微的“蛇行”现象,这表明导航系统还不稳定。
大多数的AGV在说明书中都声明其最大行驶速度可以达到1m/s,,只有在干扰较小的实验室中,才能达到最高速度。随着速度的增加,要保证小车得稳定和平稳运行将变得越来越困难。
AGV的导航系统框图如图9所示,其中。为使系统响应斜坡输入的稳态误差仅为1%,要求系统的稳态速度误差系数为100。在忽略的条件下,试设计超前校正网络,使系统的相位裕度满足。
按相位裕度的两个极端情况设计系统后,计算并比较所得系统阶跃响应的超调量和调节时间。
图9 题9中自动导航小车
,试设计合适的滞后校正网络,试系统的相位裕度达到,并估计校正后系统的超调量及峰值时间。
(英文版)
easily blame, to prevent the broken window effect. Supervise the leading cadres to play an exemplary role, take the lead in the strict implementation of the < code > and < rule >, lead to safeguard the solemnity and authority of the party discipline, ensure that the party discipline and the laws and r