太陽觀測控制系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計-資料下載頁
2025-06-29 16:16本頁面
【導(dǎo)讀】題目太陽觀測控制系統(tǒng)設(shè)計。專業(yè)電氣工程及其自動化。指導(dǎo)教師熊和金、李浩。武漢理工大學(xué)《自動控制原理》課程設(shè)計說明書。學(xué)生姓名：劉爽專業(yè)班級：電氣1205班。要求完成的主要任務(wù):. 1．分別用時域和頻域方法設(shè)計該系統(tǒng)的控制器。斜坡輸入產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)誤差?階躍響應(yīng)的最大超調(diào)<5%. 審題、查閱相關(guān)資料1
【正文】 為 %1%滿足設(shè)計要求。 Matlab 沒有直接求系統(tǒng)斜坡響應(yīng)的功能函數(shù)。在求取控制系統(tǒng)的斜坡響應(yīng)時，通常利用階躍響應(yīng)功能函數(shù)?；趩挝浑A躍信號的拉氏變換為 s/1 ，而單位斜坡信號的拉氏變換為 2/1s 。所以在求取控制系統(tǒng)的單位斜坡響應(yīng)時，可利用階躍響應(yīng)的功能函數(shù) step()求取傳遞函數(shù)為 ssG /)( 的系統(tǒng)的階躍響應(yīng)，則其結(jié)果就是原系統(tǒng) G(s)的斜坡響應(yīng)。 首先 用 MATLAB分別 建立 校正前 與校正后 的 simulink模型如圖 31和圖 32所示 ： 武漢理工大學(xué)《自動控制原理》課程設(shè)計 11 圖 31 系統(tǒng)校正前的 simulink 模型 圖 32 系統(tǒng)校正 后 的 simulink 模型 首先用 MATLAB繪制未校正時系統(tǒng)的 單位 階躍 響應(yīng)曲線， 如圖 31所示， 代碼如下： num=[20xx]。 den=[1,30,20xx]。 step(num,den) 圖 31 系統(tǒng) 校正 前的單位階躍響應(yīng) 由 響應(yīng)曲線 圖可以得出校正前的參數(shù) 如下 表所示： 表 31 校正前系統(tǒng)的性能參數(shù) pt st ?%? 33% 用 MATLAB繪制未校正時系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線 如圖 32所示 ，代碼如下： num=[120xx0] den=[1,490,120xx0] step(num,den) 武漢理工大學(xué)《自動控制原理》課程設(shè)計 12 圖 32 系統(tǒng) 校正后的階躍響應(yīng) 由響應(yīng)曲線圖可以得出校正前的參數(shù)如下表所示： 表 31 校正前系統(tǒng)的性能參數(shù) pt st ?%? 4% 首先用 Matlab繪制校正前系統(tǒng)的伯德圖 并求 幅值裕度、相角裕度如圖 33所示，其代碼如下 ： num=[3000]。 den=[1,30,0]。 g=tf(num,den)。 margin(g)。 grid； 圖 33 系統(tǒng)校正前的伯德圖 用 Matlab繪制校正后系統(tǒng)的伯德圖并求幅值裕度、相角裕度如圖 34所示，其代碼如武漢理工大學(xué)《自動控制原理》課程設(shè)計 13 下： num=[3000]。 den=[1,30,0]。 g=tf(num,den)。 margin(g)。 grid； 圖 34 系統(tǒng)校正后的伯德圖 武漢理工大學(xué)《自動控制原理》課程設(shè)計 14 結(jié)束語 自動控制技術(shù)廣泛運用于生活中各行各業(yè)，極大地提高了生產(chǎn)率和改善了人們的生活水平，它已成為現(xiàn)代生活中不可缺少的重要組成部分。所謂自動控制，是指在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設(shè)備或裝置，是機器、設(shè)備或生產(chǎn)過程的某個工作狀態(tài)或參數(shù)自動地按照預(yù)定的規(guī)律運行。 回顧起此次自動控制課程設(shè)計，至今我仍感慨頗多，從審題到完成，從理論到實踐，在整整兩星期的日子里，熬了好多夜，經(jīng)歷了煩躁到平靜，但是學(xué)到很多很多的的東西，不僅鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識，不僅是專業(yè)知識，更學(xué)會熟練的使用 MATLAB這個非常實用的數(shù)學(xué)軟件，它幫我解決了許多問題，但是它的編程也是一個讓人頭疼的問題，最終我還是攻克了這個難關(guān)。對于自動控制這門專業(yè)性非常強的課程，更需要我們打好扎實的基本功。在設(shè)計的過程中難免會遇到過各種各樣的問題，比如有時候被一些細小的問題擋住了 前進的步伐，有時一開始的計算錯誤會導(dǎo)致后面的無法進行，花費了大量時間這上面，還有的問題最后還要查閱其他的書籍才能找出解決的辦法。 通過對課題的仔細分析，發(fā)現(xiàn)在用時域的方法設(shè)計太陽觀測控制系統(tǒng)時，需要通過測速反饋控制來改善系統(tǒng)的性能，從而使所設(shè)計的控制系統(tǒng)的時域性能指標滿足要求。用頻域地方法設(shè)計太陽觀測控制系統(tǒng)時，通過改變原系統(tǒng)的開環(huán)增益可以使該系統(tǒng)在單位斜坡輸入下產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)誤差滿足要求，但不能增大系統(tǒng)的相角裕量，無法滿足系統(tǒng)在頻域下的設(shè)計要求。因此需對原系統(tǒng)增加串聯(lián)超前校正來增大系統(tǒng)的相角裕量，而串聯(lián)超前校 正不改變系統(tǒng)在單位斜坡輸入下產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)誤差，從而使所設(shè)計的控制系統(tǒng)滿足頻域下的性能指標。 通過這次自動控制課程設(shè)計，加深了對課本知識的理解，進一步熟練掌握了基礎(chǔ)理論知識，對平時較難掌握的知識有了更深的了解。熟練運用了理論知識分析課題，并完成設(shè)計要求。 這次課程設(shè)計終于順利完成了，在設(shè)計中遇到了很多 MATLAB 編程問題，通過和同學(xué)的討論和參閱資料書，問題終于得以解決。在此，對給過我?guī)椭乃型瑢W(xué)和指導(dǎo)老師表示忠心的感謝！ 武漢理工大學(xué)《自動控制原理》課程設(shè)計 15 參考文獻 [1]胡壽松 .《自動控制原理》（第五版 ). 北京 : 科學(xué)出版社， 20xx. [2]王萬良 .《自動控制原理》 [M]. 北京 : 科學(xué)出版社， 20xx. [3]張平 .《 MATLAB基礎(chǔ)應(yīng)用簡明教程》 [M]. 北京 :北京航空航天大學(xué)， 20xx. [4]林雪松 .《 》 [M]. 北京 :機械工業(yè)出版社， 20xx. [5]劉衛(wèi)國 .《 MATLAB程序設(shè)計教程》 [M]. 北京 :水利水電出版社， 20xx. 武漢理工大學(xué)《自動控制原理》課程設(shè)計 16 本科生課程設(shè)計成績評定表 姓 名 劉爽 性 別 男 專業(yè)、班級 電氣 1205班 課程設(shè)計題目： 太陽觀測控制系統(tǒng)設(shè)計 課程設(shè)計答辯或質(zhì)疑記錄： 成績評定依據(jù)： 評 定 項 目 最高分限 評分成績 1．選題合理、目的明確 10 2．設(shè)計方案正確、具有可行性、創(chuàng)新性 20 3．設(shè)計結(jié)果（例如： 系統(tǒng) 設(shè)計 程序 、 仿真程序） 20 4．態(tài)度認真、學(xué)習(xí)刻苦、遵守紀律 15 5．設(shè)計報告的規(guī)范化、參考文獻充分（不少于 5 篇） 10 6．答辯 25 總 分 100 最終評定成績（以優(yōu)、良、中、及格、不及格評定） 指導(dǎo)教師 簽字： 年 月 日
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