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华北电力大学本科控制理论课程设计

华北电力大学自动化系自动化1004

课程设计报告

( 2012-- 2013 年度第 1 学期)

名称：《自动控制理论》课程设计

题目：基于自动控制理论的性能分析与校正

院系：自动化

班级：自动化1004

学号：201002020416

学生姓名：王桐

指导教师：孙海蓉

设计周数：1周

成绩：

日期：2012 年12 月31 日

一、课程设计的目的与要求

1．正文为宋体，五号字行间距为21

1．1------------

1．2------------

（请按任务书写，把任务书考过来，从第三行开始考）二、设计正文

1．正文为宋体，五号字行间距为21

1．1------------

1．2------------

（包括题目，解题过程即程序，结果即打印曲线）三、课程设计总结或结论

1．正文为宋体，五号字行间距为21

1．1------------

1．2------------

四、参考文献

[1] 作者1, 作者2 书名. 出版单位, 版本. 出版日期

《自动控制理论》课程设计

一、设计题目

基于自动控制理论的性能分析与校正

二、目的与要求

本课程为《自动控制理论A》的课程设计，是课堂的深化。设置《自动控制理论A》课程设计的目的是使MATLAB成为学生的基本技能，熟悉MATLAB这一解决具体工程问题的标准软件，能熟练地应用MATLAB软件解决控制理论中的复杂和工程实际问题，并给以后的模糊控制理论、最优控制理论和多变量控制理论等奠定基础。作为自动化专业的学生很有必要学会应用这一强大的工具，并掌握利用MATLAB对控制理论内容进行分析和研究的技能，以达到加深对课堂上所讲内容理解的目的。通过使用这一软件工具把学生从繁琐枯燥的计算负担中解脱出来，而把更多的精力用到思考本质问题和研究解决实际生产问题上去。

通过此次计算机辅助设计，学生应达到以下的基本要求：

1.能用MATLAB软件分析复杂和实际的控制系统。

2.能用MATLAB软件设计控制系统以满足具体的性能指标要求。

3.能灵活应用MATLAB的CONTROL SYSTEM 工具箱和SIMULINK仿真软件，分析系统的性能。

三、主要内容

1．前期基础知识，主要包括MA TLAB系统要素，MA TLAB语言的变量与语句，MATLAB 的矩阵和矩阵元素，数值输入与输出格式，MATLAB系统工作空间信息，以及MA TLAB的在线帮助功能等。

2．控制系统模型，主要包括模型建立、模型变换、模型简化，Laplace变换等等。

3．控制系统的时域分析，主要包括系统的各种响应、性能指标的获取、零极点对系统性能的影响、高阶系统的近似研究，控制系统的稳定性分析，控制系统的稳态误差的求取。

4．控制系统的根轨迹分析，主要包括多回路系统的根轨迹、零度根轨迹、纯迟延系统根轨迹和控制系统的根轨迹分析。

5．控制系统的频域分析，主要包括系统Bode图、Nyquist图、稳定性判据和系统的频域响应。

6．控制系统的校正，主要包括根轨迹法超前校正、频域法超前校正、频域法滞后校正以及校正前后的性能分析。

四、进度计划

自动控制原理课程设计论文正文

第一板块前期基础知识 1 第二板块控制系统模型 1 1、有理数模型的建立 1 2、零极点模型 1 3、反馈系统结构图模型 2 4、Simulink 建模方法 2

5、例1-1 4

6、例1-2 4 第三板块控制系统的时域分析 5 1 5 2、系统动态特性分析 6 3、例2-1 9 4、例2-2 11 第四板块控制系统的根轨迹 10 1 10 2、例3-1 11 3、例 12

第五板块 16 1、频率特性)( j G 16

2、用MATLAB作奈魁斯特图17

3、用MATLAB作伯德图17

4、用MATLEB求取稳定裕量19

5、时间延迟系统的频域响应19

7、例4-2 20

6、例4-1 22 第六板块控制系统的校正24

1、根轨迹串联超前校正，例5-1 24

2、根轨迹串联滞后校正，例5-2 29

3、频率串联超前校正，例5-3 33

4、频率串联滞后校正，例5-4 36 第七板块体会和心得37 第八板块参考文献38

本周，进行了自动控制原理的课程设计，在为时一周的课设中，我们主要练习了MATLAB 的使用，这周时间内主要学习的内容分为：前期基础知识，控制系统模型，控制系统的时域分析，控制系统的根轨迹分析，控制系统的频域分析和控制系统的矫正六个板块：一、前期基础知识__关于MATLAB

MATLAB 是Mathworks 公司开发的一种集数值计算、符号计算和图形可视化三大基本功能于一体的功能强大、操作简单的优秀工程计算应用软件。MATLAB 不仅可以处理代数问题和数值分析问题，而且还具有强大的图形处理及仿真模拟等功能。从而能够很好的帮助工程师及科学家解决实际的技术问题。

MATLAB 的含义是矩阵实验室（Matrix Laboratory ），最初主要用于方便矩阵的存取，其基本元素是无需定义维数的矩阵。经过十几年的扩充和完善，现已发展成为包含大量实用工具箱（Toolbox ）的综合应用软件，不仅成为线性代数课程的标准工具，而且适合具有不同专业研究方向及工程应用需求的用户使用。

MATLAB 最重要的特点是易于扩展。它允许用户自行建立完成指定功能的扩展MATLAB 函数（称为M 文件），从而构成适合于其它领域的工具箱，大大扩展了MATLAB 的应用范围。目前，MATLAB 已成为国际控制界最流行的软件，控制界很多学者将自己擅长的CAD 方法用MATLAB 加以实现，出现了大量的MATLAB 配套工具箱，如控制系统工具箱（control systems toolbox ），系统识别工具箱（system identification toolbox ），鲁棒控制工具箱（robust control toolbox ），信号处理工具箱（signal processing toolbox ）以及仿真环境SIMULINK 等。

二、控制系统模型的建立 1、有理数模型的建立

线性系统的传递函数模型可一般地表示为：

m n a s a s a s b s b s b s b s G n

n n n m m m m ≥++???++++???++=--+- )(11

121 (1) 将系统的分子和分母多项式的系数按降幂的方式以向量的形式输入给两个变量num 和

den ，就可以轻易地将传递函数模型输入到MATLAB 环境中。命令格式为：

],,,,[121+???=m m b b b b num ; （2） ],,,,,1[121n n a a a a den -???=; （3）

在MATLAB 控制系统工具箱中，定义了tf() 函数，它可由传递函数分子分母给出的变量构造出单个的传递函数对象。从而使得系统模型的输入和处理更加方便。

该函数的调用格式为：

G ＝tf(num ，den); 2、零极点模型

线性系统的传递函数还可以写成极点的形式：

)

())(()

())(()(2121n m p s p s p s z s z s z s K

s G +???+++???++= （5）

将系统增益、零点和极点以向量的形式输入给三个变量KGain 、Z 和P ，就可以将系统的零极点模型输入到MATLAB 工作空间中，命令格式为：

;K KGain = (6)

；；；；][21m z z z Z -???--= (7) ；；；；][21n p p p P -???--= (8)

在MATLAB 控制工具箱中，定义了zpk()函数，由它可通过以上三个MATLAB 变量构造出零极点对象，用于简单地表述零极点模型。该函数的调用格式为： G=zpk(Z,P,KGain) 3、反馈系统结构图模型

设反馈系统结构图如图5所示。

控制系统工具箱中提供了feedback()函数，用来求取反馈连接下总的系统模型，该函数调用格式如下：

G=feedback(G1,G2,sign); （10）

其中变量sign 用来表示正反馈或负反馈结构，若sign=-1表示负反馈系统的模型，若省略sign 变量，则仍将表示负反馈结构。G1和G2分别表示前向模型和反馈模型的LTI(线性时不变)对象。 4、Simulink 建模方法

在一些实际应用中，如果系统的结构过于复杂，不适合用前面介绍的方法建模。在这种情况下，功能完善的Simulink 程序可以用来建立新的数学模型。Simulink 是由Math Works 软件公司1990年为MATLAB 提供的新的控制系统模型图形输入仿真工具。

它具有两个显著的功

图5 反馈系统结构图

能：Simul(仿真)与Link(连接)，亦即可以利用鼠标在模型窗口上“画”出所需的控制系统模型。然后利用SIMULINK 提供的功能来对系统进行仿真或线性化分析。与MATLAB 中逐行输入命令相比，这样输入更容易，分析更直观。（1） SIMULINK 的启动：在MATLAB 命令窗口

的工具栏中单击按钮

或者在命令提示符>>下键入simulink 命令，回车后即可启动

Simulink 程序。启动后软件自动打开Simullink 模型库窗口，如图 7所示。这一模型库中含有许多子模型库，如Sources(输入源模块库)、Sinks(输出显示模块库)、Nonlinear(非线性环节)等。若想建立一个控制系统结构框图，则应该选择File| New 菜单中的Model 选项，或选择工具栏上new Model

按钮，打开一个空白的模型编辑窗口如图 8所示。

(2) 画出系统的各个模块：打开相应的子模块

库，选择所需要的元素，用鼠标左键点中后拖到模型编辑窗口的合适位置。

(3) 给出各个模块参数：由于选中的各个模块只包含默认的模型参数，如默认的传递函数模

型为1/(s+1)的简单格式，必须通过修改得到实际的模块参数。要修改模块的参数，可以用鼠标双击该模块图标，则会出现一个相应对话框，提示用户修改模块参数。 (4) 画出连接线：当所有的模块都画出来之后，可以再画出模块间所需要的连线，构成完整

的系统。模块间连线的画法很简单，只需要用鼠标点按起始模块的输出端（三角符号），再拖动鼠标，到终止模块的输入端释放鼠标键，系统会自动地在两个模块间画出带箭头的连线。若需要从连线中引出节点，可在鼠标点击起始节点时按住Ctrl 键，再将鼠标拖动到目的模块。

(5) 指定输入和输出端子：在Simulink 下允许有两类输入输出信号，第一类是仿真信号，

可从source(输入源模块库)图标中取出相应的输入信号端子，从Sink(输出显示模块库)图标中取出相应输出端子即可。第二类是要提取系统线性模型，则需打开Connection(连接模块库)图标，从中选取相应的输入输出端子。

图 7 simulink 模型库

图8 模型编辑窗口

系统建模作业题一：例1-1

若反馈系统的结构如图6所示。其中

50351024247)(234231+++++++=s s s s s s s s G ，s s s G 510)(2+=，101.01

)(+=

s s H

则写出将闭环系统的传递函数输入MATLAB 的语句。

解：本题属于上述的第三种类型，可以套用feedback 函数，具体程序如下：

>> G1=tf([1,7,24,24],[1,10,35,50,24]);

G2=tf([10,5],[1,0]); H=tf([1],[0.01,1]); G_a=feedback(G1*G2,H)

得到结果：

Transfer function:

0.1 s^5 + 10.75 s^4 + 77.75 s^3 + 278.6 s^2 + 361.2 s + 120 -------------------------------------------------------------------- 0.01 s^6 + 1.1 s^5 + 20.35 s^4 + 110.5 s^3 + 325.2 s^2 + 384 s + 120 系统建模作业题二：例1-2

典型二阶系统的结构图如图9所示。用SIMULINK 对系统进行仿真分析。

图9 典型二阶系统结构图

（1）画出所需模块，并给出正确的参数：

●在sources子模块库中选中阶跃输入（step）图标，将其拖入编辑窗口，并用鼠标

左键双击该图标，打开参数设定的对话框，将参数step time(阶跃时刻)设为0。

●在Math(数学)子模块库中选中加法器

（sum）图标，拖到编辑窗口中，并双击

该图标将参数List of signs(符号列表)

设为|+-（表示输入为正，反馈为

负）。

●在continuous(连续)子模块库中、

选积分器（Integrator）和传递函数（Transfer Fcn）图标拖到编辑窗口中，并将

传递函数分子（Numerator）改为〔900〕，分母（Denominator）改为〔1，9〕。

●在sinks(输出)子模块库中选择scope(示波器)和Out1(输出端口模块)图标并将之

拖到编辑窗口中。

（3）将画出的所有模块按图9用鼠标连接起来，构成一个原系统的框图描述如图10所示。（4）选择仿真算法和仿真控制参数，启动仿真过程。

三、控制系统的时域分析

1. 线性系统稳定性分析

线性系统稳定的充要条件是系统的特征根均位于S平面的左半部分。系统的零极点模型可以直接被用来判断系统的稳定性。另外，MATLAB语言中提供了有关多项式的操作函数，也可以用于系统的分析和计算。

（1）直接求特征多项式的根

设p为特征多项式的系数向量，则MATLAB函数roots()可以直接求出方程p=0在复数范围内的解v,该函数的调用格式为：

v=roots(p)

（2）由根创建多项式

如果已知多项式的因式分解式或特征根，可由MATLAB函数poly()直接得出特征多项式系数向量，其调用格式为：

p=poly(v) （3）多项式求值

在MATLAB 中通过函数polyval()可以求得多项式在给定点的值，该函数的调用格式为： polyval(p,v) (4)部分分式展开考虑下列传递函数：

n n n

n n a s a s a b s b s b den num s N s M +???+++???++==--110110)()( 式中0a 0≠，但是i a 和j b 中某些量可能为零。 MATLAB 函数可将

)

()

(s N s M 展开成部分分式，直接求出展开式中的留数、极点和余项。该函数的调用格式为：

[]),(,,den num residue k p r = （16）

则

)

()

(s N s M 的部分分式展开由下式给出：

)()

()

()2()2()1()1()()(s k n p s n r p s r p s r s N s M +-+???+-+-= 式中1)1(p p -=,2)2(p p -=,…, n p n p -=)(,为极点，

1)1(r r -=,2)2(r r -=,…, n r n r -=)(为各极点的留数，)(s k 为余项。

（5）由传递函数求零点和极点。

在MATLAB 控制系统工具箱中，给出了由传递函数对象G 求出系统零点和极点的函数，其调用格式分别为：

Z=tzero(G) (18) P=G.P{1} (19)

（6）零极点分布图。

在MATLAB 中，可利用pzmap()函数绘制连续系统的零、极点图，从而分析系统的稳定性，该函数调用格式为：

pzmap(num,den) 2. 系统动态特性分析。

（1）时域响应解析算法――部分分式展开法。

用拉氏变换法求系统的单位阶跃响应，可直接得出输出c(t)随时间t 变化的规律，对于高阶系统，输出的拉氏变换象函数为：

den num s s G s C 1

1)()(?=?

（21）对函数c(s)进行部分分式展开，我们可以用num,[den,0]来表示c(s)的分子和分母。（2）单位阶跃响应的求法：

控制系统工具箱中给出了一个函数step()来直接求取线性系统的阶跃响应，如果已知传递函数为：

den

num

s G =

)( 则该函数可有以下几种调用格式：

step(num,den) (22) step(num,den,t) (23)

或

step(G) (24)

step(G,t) (25)

该函数将绘制出系统在单位阶跃输入条件下的动态响应图，同时给出稳态值。对于式23和25，t 为图像显示的时间长度，是用户指定的时间向量。式22和24的显示时间由系统根据输出曲线的形状自行设定。

如果需要将输出结果返回到MATLAB 工作空间中，则采用以下调用格式：

c=step(G) (26) 此时，屏上不会显示响应曲线，必须利用plot()命令去查看响应曲线。（3）求阶跃响应的性能指标

MATLAB 提供了强大的绘图计算功能，可以用多种方法求取系统的动态响应指标。我们首先介绍一种最简单的方法――游动鼠标法。对于例16，在程序运行完毕后，用鼠标左键点击时域响应图线任意一点，系统会自动跳出一个小方框，小方框显示了这一点的横坐标（时间）和纵坐标（幅值）。按住鼠标左键在曲线上移动，可以找到曲线幅值最大的一点――即曲线最大峰值，此时小方框中显示的时间就是此二阶系统的峰值时间，根据观察到的稳态值和峰值可以计算出系统的超调量。系统的上升时间和稳态响应时间可以依此类推。这种方法简单易用，但同时应注意它不适用于用plot()命令画出的图形。

另一种比较常用的方法就是用编程方式求取时域响应的各项性能指标。与上一段介绍的游动鼠标法相比，编程方法稍微复杂，但通过下面的学习，读者可以掌握一定的编程技巧，能够将控制原理知识和编程方法相结合，自己编写一些程序，获取一些较为复杂的性能指标。

通过前面的学习，我们已经可以用阶跃响应函数step( )获得系统输出量，若将输出量返回到变量y 中，可以调用如下格式

[y,t]=step(G) (27) 该函数还同时返回了自动生成的时间变量t，对返回的这一对变量y和t的值进行计算，可以得到时域性能指标。

①峰值时间(timetopeak)可由以下命令获得：

[Y,k]=max(y); (28) timetopeak=t(k) (29) 应用取最大值函数max()求出y的峰值及相应的时间，并存于变量Y和k中。然后在变量t中取出峰值时间，并将它赋给变量timetopeak。

②最大(百分比)超调量(percentovershoot)可由以下命令得到：

C=dcgain(G);

[Y,k]=max(y); (30) percentovershoot=100*(Y-C)/C (31) dcgain( )函数用于求取系统的终值，将终值赋给变量C，然后依据超调量的定义，由Y和C计算出百分比超调量。

③上升时间(risetime)可利用MATLAB中控制语句编制M文件来获得。首先简单介绍一下循环语句while的使用。

while循环语句的一般格式为：

while<循环判断语句>

循环体

end

其中,循环判断语句为某种形式的逻辑判断表达式。

当表达式的逻辑值为真时，就执行循环体内的语句；当表达式的逻辑值为假时，就退出当前的循环体。如果循环判断语句为矩阵时，当且仅当所有的矩阵元素非零时，逻辑表达式的值为真。为避免循环语句陷入死循环，在语句内必须有可以自动修改循环控制变量的命令。

要求出上升时间，可以用while语句编写以下程序得到：

C=dcgain(G);

n=1;

while y(n)

n=n+1;

end

risetime=t(n)

在阶跃输入条件下，y 的值由零逐渐增大，当以上循环满足y=C时，退出循环，此时对应的时刻，即为上升时间。

对于输出无超调的系统响应，上升时间定义为输出从稳态值的10%上升到90%所需时间，则计算程序如下：

C=dcgain(G); n=1;

while y(n)<0.1*C n=n+1; end m=1;

while y(n)<0.9*C m=m+1; end

risetime=t(m)-t(n)

④ 调节时间(setllingtime)可由while 语句编程得到： C=dcgain(G); i=length(t);

while(y(i)>0.98*C)&(y(i)<1.02*C) i=i-1; end

setllingtime=t(i)

用向量长度函数length( )可求得t 序列的长度，将其设定为变量i 的上限值。控制系统时域分析法作业题三：已知二阶系统传递函数为: 例2-1

)

31)(31(3

)(i s i s s G ++-+=

求动态性能曲线和上升时间，峰值时间，超调量，调节时间等性能指标。 >> G=zpk([ ],[-1+3*i,-1-3*i ],3); % 计算最大峰值时间和它对应的超调量。 C=dcgain(G) [y,t]=step(G);

plot(t,y) grid

[Y,k]=max(y);

timetopeak=t(k)

percentovershoot=100*(Y-C)/C

% 计算上升时间。

n=1;

while y(n)

n=n+1;

end

risetime=t(n)

% 计算稳态响应时间。

i=length(t);

while(y(i)>0.98*C)&(y(i)<1.02*C)

i=i-1;

end

setllingtime=t(i)

运行后的响应图如图 15,命令窗口中显示的结果为

C（稳定幅值） = timetopeak（峰值时间） =

0.3000 1.0491

Percentovershoot（超调量） = risetime （上升时间）=

35.0914 0.6626

setllingtime （调节时间）=

3.5337

图 15二阶系统阶跃响应

控制系统时域分析作业题四：例2-2

给定系统的传递函数：

50351024

247)(23423+++++++=s s s s s s s s G

求单位阶跃响应表达式，曲线，上升时间（95%），峰值时间，调节时间，超调量

>> num=[1,7,24,24] den=[1,10,35,50,24]

[r,p,k]=residue(num,[den,0])

输出结果为

r= p= k=

-1.0000 -4.0000 [ ] 2.0000 -3.0000 -1.0000 -2.0000

-1.0000 -1.0000

1.0000 0

则可知：

输出函数c(s)为：

11213241)(+++-+-+++-=

s s s s s C 拉氏变换得： 12)(234+--+-=----t t t t

e e e e

t c

C=dcgain(G) [y,t]=step(G);

plot(t,y) grid

[Y,k]=max(y); timetopeak=t(k)

percentovershoot=100*(Y-C)/C % 计算上升时间。 n=1;

while y(n)<0.95*C

n=n+1; end

risetime=t(n) % 计算稳态响应时间。 i=length(t);

while(y(i)>0.98*C)&(y(i)<1.02*C) i=i-1; end

setllingtime=t(i) 运行结果为：

Timetopeak （峰值时间） = 5.8281

Percentovershoot （超调量） = -0.2952

Setllingtime （调节时间） = 3.9208

Risetime （上升时间） = 3.0730

四、控制系统的根轨迹

假设闭环系统中的开环传递函数可以表示为：

)

()())(()())(()(021********s KG p s p s p s z s z s z s K den num

K a s a s a s b b s b s K s G n m n

n n n m m m m k =+???+++???++==++???++++???++=---- 则闭环特征方程为： 01=+den

num

特征方程的根随参数K 的变化而变化，即为闭环根轨迹。控制系统工具箱中提供了rlocus()函数，可以用来绘制给定系统的根轨迹，它的调用格式有以下几种：

rlocus(num ，den) （32) rlocus(num ，den ，K) （33）或者 rlocus(G) (34) rlocus(G ，K) (35)

以上给定命令可以在屏幕上画出根轨迹图，其中G 为开环系统G 0(s)的对象模型,K 为用户自己选择的增益向量。如果用户不给出K 向量，则该命令函数会自动选择K 向量。如果在

_)12()8)(4()(22

+++=s s s s k S

G 函数调用中需要返回参数，则调用格式将引入左端变量。如

[R ，K]=rlocus(G) (36)

此时屏幕上不显示图形，而生成变量R 和K 。

R 为根轨迹各分支线上的点构成的复数矩阵，K 向量的每一个元素对应于R 矩阵中的一行。若需要画出根轨迹，则需要采用以下命令：

plot(R ，11) （37）

plot()函数里引号内的部分用于选择所绘制曲线的类型，详细内容见表1。控制系统工具箱中还有一个rlocfind()函数，该函数允许用户求取根轨迹上指定点处的开环增益值，并将该增益下所有的闭环极点显示出来。这个函数的调用格式为：

[K ，P]=rlocfind(G) (38)

这个函数运行后，图形窗口中会出现要求用户使用鼠标定位的提示，用户可以用鼠标左键点击所关心的根轨迹上的点。这样将返回一个K 变量，该变量为所选择点对应的开环增益，同时返回的P 变量则为该增益下所有的闭环极点位置。此外，该函数还将自动地将该增益下所有的闭环极点直接在根轨迹曲线上显示出来。

例题5 例3-1

负反馈系统的开环传递函数为

试绘制k 由0至无穷变化时，其闭环系统的根轨迹。解：num=conv([1 4],[1 8]); den1=conv([1 12],[1 12]); den2=conv([1 0],[1 0]); Den=conv(den1,den2); Rlocus(num,den)

还可以求出分离点和回合点：

)

15.0)(12(4

)(0++=

S S S G 1

05.01)(+=

S S H 利用rlocfind 函数。

rlocfind(num,den)

Select a point in the graphics window

selected_point =

-6.0190 +（-） 5.1708i ans =

128.0506

其中，-6.0276+502632i 是分离点，相应的另一个分离点是-6.0276-502632i 。此时，k=128.0001. 例题六 3-2

负反馈控制系统的被控对象和传感器模型分别为和

控制器为比例控制器P C K S G =)( (1)求系统临界稳定是的k 值； (2)求阻尼比为0.8的k 值；

(3)观察系统稳定时的k 对系统的影响；

(4)K=1.225时观察给定输入和扰动输入的单位阶跃响应。解：

系统的根轨迹为： >> T1=2; >> T2=0.5; >> Tse=0.05; >> Kproc=4;

>> denG=conv([T1,1],[T2,1]);

华北电力大学控制装置与仪表课设报告

课程设计报告课程名称：控制装置与仪表院系：控制与计算机工程学院指导教师：罗毅学生姓名：学号：班级：

一、“控制仪表实训”主要内容 1) 调节器 /操作器工原理及使用配置方法； 2) 变频器工作原理及使用配置方法； 3) 交流电机 PWM 调速工作原理及应用方法； 4) 数据记录仪工作原理及使用配置方法；。二、基本要求 1) 掌握调节器 /操作器使用及配置方法；操作器使用及配置方法； 2) 掌握变频器使用及配置方法； 3) 掌握交流电机 PWM 调速应用方法； 4) 掌握数据记录仪使用及配置方法。三、实验器材 ABB三相交流电动机一台，ABB_ACS150变频器一台，PID控制器，记录仪，霍尔转速传感器，转换数字显示仪，万用表，电工工具，导线若干。

四、装置功能或原理 1.调节器基本功能：AI-519 经济型人工智能调节器，0.3级精度，AI人工智能调节技术，有自整定功能，带手动/自动无扰动切换功能。 2.变频器基本功能：把工频电源变换成各种频率的交流电源，以实现电动机的变速运行。 3.PWM（脉宽调制）调速原理：利用逆变器具有的开关元件，在其控制端加上三角载波Uc和正弦调制波Ur,当正弦调制波Ur 的值在某点上大于三角载波Uc时，开关元件导通，输出矩形脉冲，反之，开关元件截止。改变正弦调制波Ur的频率，可以改变输出电压的频率，以此来实现电机调速。 4.霍尔效应测速原理：霍尔传感器固定安装，而在电机的旋转部位安装一个导磁性好的磁钢。当霍尔传感器靠近导磁物体时，霍尔传感器内部的磁场发生变化，由于霍尔效应，产生不同的霍尔电动势，以此可以判断是否有导磁物体接近。旋转过程中，磁钢每接近霍尔传感器一次，霍尔传感器认为电机旋转了一圈，产生一个矩形脉冲输出，以此计算电机转速。四、各装置的输入与输出信号。 1.调节器输出：4~20mA的线性电流信号。

电力系统自动化试卷及思考题答案2014年(华北电力大学)

1.那些实验是在EMS平台下进行？那些实验是在DTS平台下进行？ EMS：1）电力系统有功功率分布及分析；2）电力系统无功功率分布及分析；3）电力系统综合调压措施分析；4）电力系统有功-频率分布；5）电力系统潮流控制分析；6）电力系统对称故障计算及分析；7）电力系统不对称故障及计算分析 DTS：1）电力系统继电保护动作特性分析；2）电力系统稳定性计算及分析；3）电力系统继电保护动作情况与系统稳定性关系分析 2.欲调节电压幅值，调有功P有效还是无功Q有效？为什么？ 1）电压对无功变化更敏感，有功虽然对电压也有影响但是比较小 2）只考虑电压降落的纵分量：△U=(PR+QX)/U，从公式看出，电压降落跟有功P和无功Q 都有关系，只不过在高压输电系统中，电抗X>>R，这样，QX在△U的分量更大，调节电压幅值就是在调节无功。 3.重合闸有什么好处？若电气故障设为三相短路，故障分别持续t1和t2时长，则两个实验结果有什么不同？重合闸好处：1）在线路发生暂时性故障时，迅速恢复供电，从而提高供电可靠性；2）对于有双侧电源的高压输电线路，可以提高系统并列运行的稳定性，从而提高线路的输送容量；3）可以纠正由于断路器机构不良，或继电器误动作引起的误跳闸故障延时长的接地距离一段动作次数，相间距离一段动作次数，三相跳开次数比故障延时短的多，开关三相跳开的次数多。 4,.以实验为例，举例说明继电保护对暂态稳定的影响？实验八中，实验项目一体现出选保护具有选择性，当其故障范围内出现故障时，有相应的断路器动作跳闸。实验项目二体现出保护是相互配合的。当本段拒动时，由上一级出口动作跳闸。实验项目三做的是自动重合闸的“前加速”和“后加速”保护。继电保护快速切除故障和自动重合闸装置就是使故障对系统的影响降到最低，尽早的将故障切除能避免故障电流对设备的冲击减小对系统的扰动，有利于暂态稳定的实现。 5.·在电力系统潮流控制分析试验中，可以通过改变发电机的无功进行潮流调整，也可以通过改变发电机所连升压变压器的分接头进行潮流调整，实验过程中这两项调整对发电机的设置有何不同？为什么？改变发电机无功：设置发电机无功时以10MV AR增长。不能保证发电机有功功率和发电机电压恒定，他们可能会随着无功功率的改变有微小的变化。改变变压器分接头：设置此时发电机相当于一个PV节点，即恒定的有功P和不变的电压U。原因：发电机是无功电源，也是有功电源，是电能发生元件；变压器是电能转换元件，不产生功率。 7在实验中考虑了哪些调压措施？若某节点电压（kv）/无功……电压升高3kv，则应补偿多少电容？【实验】调节发电机端电压（调节有功，调节无功），调整变压器分接头【百度】电力系统的调压措施主要有： 1靠调节发电机机端电压调压 2靠改变变压器分接头调压 3靠无功补偿调压 4靠线路串连电容改变线路参数调压我的实验灵敏度系数为0.075，所以若电压升高3kv，应补偿3/0.075=40Mvar的电容 8在调频实验中。对单机单负荷系统，若发电机的额定功率……频率怎么变化？当负荷功率大于发电机功率的额定功率…… 通过K=△p/△f来判断f如何变化 9、几个实验步骤实验九试探法求故障切除实验的实验步骤

华北电力大学优秀毕业生情况登记表-华北电力大学电气与电子工程学院

电气与电子工程学院本科14级优秀毕业生名单序号姓名性别班级专业等级 1 沙韵女创新电1401电气工程及其自动化市级 2 王少杰男创新电1401 电气工程及其自动化市级 3 单俊儒男创新电1401 电气工程及其自动化市级 4 黄怡凌男创新电1401 电气工程及其自动化市级 5 范迦羽男电气1401 电气工程及其自动化市级 6 张敏女电气1401 电气工程及其自动化市级 7 曾雪女电气1402 电气工程及其自动化市级 8 段玲女电气1402 电气工程及其自动化市级 9 涂腾女电气1402 电气工程及其自动化市级 10 林弋莎女电气1403 电气工程及其自动化市级

11 董文娜女电气1404 电气工程及其自动化市级 12 苏靖雅女电气1404 电气工程及其自动化市级 13 叶波女电气1404 电气工程及其自动化市级 14 孙瑶女电气1405 电气工程及其自动化市级 15 余思雨女电气1405 电气工程及其自动化市级 16 王嘉伟男电气1407 电气工程及其自动化市级 17 丁江萍女电气1408 电气工程及其自动化市级 18 侯延琦男电气1408 电气工程及其自动化市级 19 朱丽萍女电气1409 电气工程及其自动化市级 20 刘金洁女电气1410 电气工程及其自动化市级 21 刘裕女电气1410 电气工程及其自动化市级 22 张丽阳男电气1410 电气工程及其自动化市级 23 吕煜女电气1411 电气工程及其自动化市级

24 易承乾男电气1412 电气工程及其自动化市级 25 吴嘉玲女电网1402 智能电网信息工程市级 26 李政轩男电网1403 智能电网信息工程市级 27 张婷女电子1401 电子科学与技术市级 28 马昕雨女实践电1401 电气工程及其自动化市级 29 杨梦瑶女实践电1401 电气工程及其自动化市级 30 俞永杰男实践电1401 电气工程及其自动化市级 31 张慧雯女通信1403班通信工程市级 32 鲁芝琳女通信1402 通信工程市级 33 富子豪男信息1401 电子信息工程市级 34 邓艳红女信息1402 电子信息工程市级 35 王简女实践电1401 电气工程及其自动化市级 36 黄钰辰女实践电1401 电气工程及其自动化校级

自动控制原理课程设计

审定成绩：自动控制原理课程设计报告题目：单位负反馈系统设计校正学生姓名姚海军班级0902 院别物理与电子学院专业电子科学与技术学号14092500070 指导老师杜健嵘设计时间2011-12-10

目录一设计任务二设计要求三设计原理四设计方法步骤及设计校正构图五课程设计总结六参考文献

一、设计任务设单位负反馈系统的开环传递函数为 ) 12.0)(11.0()(0 ++= s s s K s G 用相应的频率域校正方法对系统进行校正设计，使系统满足如下动态和静态性能： (1) 相角裕度0 45 ≥γ ； (2) 在单位斜坡输入下的稳态误差05.0＜ss e ； (3) 系统的剪切频率s /rad 3＜c ω。二、设计要求（1）分析设计要求，说明校正的设计思路（超前校正，滞后校正或滞后－超前校正）；（2）详细设计（包括的图形有：校正结构图，校正前系统的Bode 图，校正装置的Bode 图，校正后系统的Bode 图）；（3）用MATLAB 编程代码及运行结果（包括图形、运算结果）；（4）校正前后系统的单位阶跃响应图。三、设计原理校正方式的选择。按照校正装置在系统中的链接方式，控制系统校正方式分为串联校正、反馈校正、前馈校正和复合校正4种。串联校正是最常用的一种校正方式，这种方式经济，且设计简单，易于实现，在实际应用中多采用这种校正方式。串联校正方式是校正器与受控对象进行串联连接的。本设计按照要求将采用串联校正方式进行校。校正方法的选择。根据控制系统的性能指标表达方式可以进行校正方法的确定。本设计要求以频域指标的形式给出，因此采用基于Bode 图的频域法进行校正。几种串联校正简述。串联校正可分为串联超前校正、串联滞后校正和滞后-超前校正等。超前校正的目的是改善系统的动态性能，实现在系统静态性能不受损的前提下，提高系统的动态性能。通过加入超前校正环节，利用其相位超前特性来增大系统的相位裕度，改变系统的开环频率特性。一般使校正环节的最大相位超前角出现在系统新的穿越频率点。

华北电力大学课程设计报告模板

课程设计(综合实验)报告( 2012-- 2013年度第一学期) 名称：电子技术综合实验题目：数字电子钟的设计院系：电气与电子工程学院班级：电气1112 学号：学生姓名：张三指导教师：赵东设计周数：1周成绩：日期：2014 年1 月17 日

任务书 (1) 一、课程设计(综合实验)的目的与要求 (3) 二、设计框图及电路系统概述 (4) 三、各单元电路的设计方案及原理说明、参数计算 (5) 四、调试过程及结果分析 (6) 五、设计、安装及调试中的体会 (7) 参考文献 (8) 附录（设计流程图、程序、表格、数据等） (9)

《电子技术》综合实验任务书一、目的与要求 1.目的 1.1综合实验是教学中必不可少的重要环节，通过课程设计巩固、深化和扩展学生的理论知识与初步的专业技能，提高综合运用知识的能力，逐步增强实际工程训练。 1.2注重培养学生正确的设计思想，掌握综合实验的主要内容、步骤和方法。 1.3培养学生获取信息和综合处理信息的能力、文字和语言表达能力以及协作工作能力。 1.4提高学生运用所学的理论知识和技能解决实际问题的能力及其基本工程素质。 2.要求 2.1 能够根据设计任务和指标要求，综合运用电子技术课程中所学到的理论知识与实践技能独立完成一个设计课题。 2.2根据课题需要选择参考书籍，查阅手册、图表等有关文献资料。要求通过独立思考、深入钻研课程设计中所遇到的问题，培养自己分析、解决问题的能力。 2.3进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，掌握合理选用的原则。 2.4学会电子电路的安装与调试技能，掌握常用仪器设备的正确使用方法。利用“观察、判断、实验、再判断”的基本方法，解决实验中出现的问题。 2.5学会撰写综合实验总结报告。 2.6通过综合实验，逐步形成严肃认真、一丝不苟、实事求是的工作作风和科学态度，培养学生树立一定的生产观点、经济观点和全局观点。要求学生在设计过程中，坚持勤俭节约的原则，从现有条件出发，力争少损坏元件。 2.7在综合实验过程中，要做到爱护公物、遵守纪律、团结协作、注意安全。二、主要内容共有8个既有学习价值又有一定的实用性和趣味性的设计课题，学生根据自身情况自由选择其中之一。 1.移位寄存器型彩灯控制器 2.智力竞赛抢答器 3.电子拔河游戏机 4.交通信号灯控制器 5.数字电子钟 6.电子密码锁 7.电子秒表 8.数字电子钟（硬件）

自动控制原理课程设计速度伺服控制系统设计样本

自动控制原理课程设计题目速度伺服控制系统设计专业电气工程及其自动化姓名班级学号指引教师机电工程学院 12月

目录一课程设计设计目二设计任务三设计思想四设计过程五应用simulink进行动态仿真六设计总结七参照文献

一、课程设计目：通过课程设计，在掌握自动控制理论基本原理、普通电学系统自动控制办法基本上，用MATLAB实现系统仿真与调试。二、设计任务：速度伺服控制系统设计。控制系统如图所示，规定运用根轨迹法拟定测速反馈系数' k，以 t 使系统阻尼比等于0.5，并估算校正后系统性能指标。三、设计思想：反馈校正：在控制工程实践中，为改进控制系统性能，除可选用串联校正方式外，经常采用反馈校正方式。常用有被控量速度，加速度反馈，执行机构输出及其速度反馈，以及复杂系统中间变量反馈等。反馈校正采用局部反馈包围系统前向通道中一某些环节以实现校正，。从控制观点来看，采用反馈校正不但可以得到与串联校正同样校正效果，并且尚有许多串联校正不具备突出长处：第一，反馈校正能有效地变化

被包围环节动态构造和参数；第二，在一定条件下，反馈校正装置特性可以完全取代被包围环节特性，反馈校正系数方框图从而可大大削弱这某些环节由于特性参数变化及各种干扰带给系统不利影响。该设计应用是微分负反馈校正：如下图所示，微分负反馈校正包围振荡环节。其闭环传递函数为 B G s （）=00t G s 1G (s)K s +（）=22t 1T s T K s ζ+（2+）+1 =22'1T s 21Ts ζ++ 试中，'ζ=ζ+t K 2T ，表白微分负反馈不变化被包围环节性质，但由于阻尼比增大，使得系统动态响应超调量减小，振荡次数减小，改进了系统平稳性。微分负反馈校正系统方框图

华北电力大学课程设计综合实验电子密码锁

课程设计(综合实验)报告 ( 2013 -- 2014 年度第 1 学期) 名称：综合实验题目：电子密码锁院系：班级：学号：学生姓名：指导教师：设计周数：1周日期：2012年1 月14 日

一、课程设计(综合实验)的目的与要求锁是人们生活中的常用物品。本题要求用电子器件设计制作一个密码锁，使之在输入正确的代码时，输出开锁信号以推动机构动作，并用红灯亮、绿灯灭表示关锁，而绿灯亮、红灯灭表示开锁。 1．在锁的控制电路中存储一个可修改的8421BCD码作为密码，当输入代码和锁的密码相等时，进入开锁状态使锁打开。 2．从第一次密码输入之后的5秒内若未将所打开，则电路进入自锁状态，使之无法再打开，并由扬声器发出持续20秒的报警信号。二、设计（实验）正文 1．电子密码锁的原理框图如图6.1 图6.1 电子密码锁的原理框图 2.设计思路（1）该题的主要任务是产生一个开锁信号，而开锁信号的形成条件是输入代码和已设置的密码相同。实现这种功能的电路构思有多种。比如：用2片8位数据锁存器或2片4 位寄存器，一片存入开锁的代码，另一片存入密码，通过比较的方法判断，若二者相等，则形成开锁信号。（2）在产生开锁信号后，要求输出声、光信号。其中音响的产生可以由开锁信号去触发一个音响电路。其中的光信号可以用开锁信号点亮LED指示灯。（3）用按钮开关的第一个动作信号触发一个5S的定时器，若在5秒内未将锁打开，则电路进入自锁状态，使之无法再打开，并由扬声器发出持续20秒的报警信号。

3.具体方案 1)密码修改与储存电路：该题的主要任务是产生一个开锁信号，而开锁信号的形成条件是输入代码和已设置的密码相同。利用74LS148实现编码,用两个相同的74LS148，非常易于操作，底下的电路用于设置密码，上面的用来输入密码。 2）比较电路利用74LS85比较器进行比较，是一个重要的枢纽环节，前面的密码输入正确时，A=B 时可令后面的绿灯亮，红灯灭，还可以决定后面的计时电路工作与否。

华北电力大学电力系统分析复试面试问题

保定校区电力系统及其自动化（电自）面试：1。在线路保护中，什么情况下三段动作了，而一段二段都没有动作。 2、线路中的零序电流怎么测得。3、变压器Y-D11接线，正序负序零序电流的相位幅值怎么变化。4、零序电流保护有么有可能存在相继动作，为什么？5、隔离开关和断路器哪个先断开，为什么？6、电厂发电过程。英语面试问题：先自我介绍，然后问问题1、为什么选择这个专业？ 2、大学里最喜欢的课？ 3、家庭成员介绍笔试继电保护：差不多忘记了。。。记得几个大题1、一个环网的最大最小分支系数分析2、消除变压器不平衡电流的方法3、高频相差保护判断4、给一个阻抗继电器动作方程，让你画两个圆5、有零序电流保护计算题6、距离保护计算是被配合段有两条分支（即外汲），记得公式就行。7、振荡考的是大圆套小圆的，让你判断两个启动元件哪个是大圆，阐述短路与振荡的动作原理，及问有可能什么时候振荡是误动。前面小题都考的很细。英语听力，笔试很简单，不用准备。保定校区电力系统及其自动化（电自）英语面试老师直接叫我翻译学校的名字还有我学的专业课是什么初是的专业课成绩还有专业英语翻译专业面试 1 船上的频率是多少 2你知道主要有那几中频率，分别是那些国家的 3两种不同的频率是通过什么连接起来的 4什么是

svc hv 5二机管的单向导通原理 6外面高压线路和地压线路的区别7变电站的无功补偿笔试比较难我都不会那有零序电流保护镇定保护范围距离镇定我强烈建议把继电保护学好专业课笔试好难趁还有印象，先回忆一下北京校区电气与电子工程学院电力系统及自动化面试题目： 1.变压器中性点为何要接CT？ 2.三相线路，a相短路，c相非短路点的电压、电流怎么求？ 3.发电机机械时间常数增大，有什么影响？ 4.影响无功潮流的因素有哪些？还有就是电能质量指标等基础问题，当时一慌，回答的都很差口试：自我介绍家乡介绍，说四种电力设备，读一篇科技短文（我读完是基本没什么感觉，英语平时没学好啊）分在同一组的，大家的问题也都不一样，不过老师们会很和蔼，到了面试时，基本没有太紧张的感觉，希望对准备考研的有所帮助啊！

自动控制课程设计~~~

指导教师评定成绩：审定成绩：重庆邮电大学移通学院自动控制原理课程设计报告系部：学生姓名：专业：班级：学号：指导教师：设计时间：2013年12 月重庆邮电大学移通学院制

目录一、设计题目二、设计报告正文摘要关键词设计内容三、设计总结四、参考文献

一、设计题目《自动控制原理》课程设计（简明）任务书——供2011级机械设计制造及其自动化专业（4-6班）本科学生用引言：《自动控制原理》课程设计是该课程的一个重要教学环节，既有别于毕业设计，更不同于课堂教学。它主要是培养学生统筹运用自动控制原理课程中所学的理论知识，掌握反馈控制系统的基本理论和基本方法，对工程实际系统进行完整的全面分析和综合。一设计题目：Ｉ型二阶系统的典型分析与综合设计二系统说明：该Ｉ型系统物理模拟结构如图所示。系统物理模拟结构图其中：Ｒ＝1MΩ；C =1uF；R0=41R 三系统参量：系统输入信号：x(t)；系统输出信号：y(t)；

四设计指标：设定：输入为x(t)=a×1（t）（其中：a=5）要求动态期望指标：M p﹪≤20﹪；t s≤4sec；五基本要求： a)建立系统数学模型——传递函数； b)利用根轨迹方法分析和综合系统（学号为单数同学做）； c)利用频率特性法分析和综合系统（学号为双数同学做）； d)完成系统综合前后的有源物理模拟（验证）实验；六课程设计报告： 1.按照移通学院课程设计报告格式写课程设计报告； 2.报告内容包括：课程设计的主要内容、基本原理； 3.课程设计过程中的参数计算过程、分析过程，包括：（1）课程设计计算说明书一份；（2）原系统组成结构原理图一张（自绘）；（3）系统分析，综合用精确Bode图一张；（4）系统综合前后的模拟图各一张（附实验结果图）； 4.提供参考资料及文献 5.排版格式完整、报告语句通顺； 6.封面装帧成册。

华北电力大学分散控制系统课程设计报告

0 引言随着自动化技术的发展和电力改革的深入以及厂网分开、竞价上网的政策实施,各电厂为实现降低成本、减少设备维护成本和缩短维护周期的目标要求,现代电力系统对自动化及工通讯的需求也日益提高。另一方面,在火电厂,随着电力现场设备的增多及其自动化过程的复杂化,对辅控设备的数据采集与监控的要求也日益严格。大型火力发电厂的辅助生产车间一般均是由水网、煤网、灰网组成,每一网都可独立成一个系统,每个控制点相对分散,不利于生产数据上传到网络。随着企业对自动化要求的进一步提高,为便于生产管理者远方监控、调度、干预整个电厂的辅控车间运行的需要,达到减人增效之目的,使企业的经济效益最大化。本文介绍了华电国际邹县发电厂(以下简称邹县电厂)四期工程2×1000MW机组用工业以太网实现的辅助车间控制网络系统的应用实例。 1 工业以太网的发展状况以太网及TCP / IP通信技术在IT行业获得了很大的成功,成为IT 行业应用中首选的网络通信技术,近年来已逐步向自动化行业发展,形成与现场总线技术竞争的局面,其发展状况可以归结如下2点： (1)自动化技术从单机控制发展到工厂自动化和系统自动化。近年来,自动化技术发展使人们认识到,单纯提高生产设备单机自动化水平,并不一定能给整个企业带来好的效益;因此, 对企业自动化技术提出的进一步要求是将整个工厂作为一个系统实现其自动化,其目标是实现企业的最佳经济效益。 (2)工厂底层设备状态及生产信息集成、车间底层数字通信网络是信息集成系统的基础。为满足工厂上层管理对底层设备信息的要求,工厂车间底层设备状态及生产信息集成是实现全厂M IS /SIS的基础。这就决定了生产信息的实时性、可靠性以及兼容性,它必将成为现代电力产业工业通讯网络的发展目标。 2 工业以太网的特点 2. 1 冗余性在程序控制系统中,PLC系统的专用通讯网络的冗余一直是一个比较难解决的问题,硬件方面如通讯网和通讯模块以及软件方面的通讯问题都不能解决,一旦通讯网和通讯块出现问题,整个通讯网络就会瘫痪。若通讯网络系统采用工业以太网,通过工业服务器和数据交换机,就能采用冗余配置,通过交换机,可以任意扩展通讯模块且可采用多层通讯结构。 2. 2 开放性在控制系统中,一般有2级网络,过程控制网和实时监控网。在过程控制网中,专用网络的

自动控制设计(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与工具。 1 内容某生产过程设备如图1所示,由液容为C1与C2的两个液箱组成,图中Q 为稳态液体流量)/(3s m ,i Q ?为液箱A 输入水流量对稳态值的微小变化)/(3s m ,1Q ?为液箱A 到液箱B 流量对稳态值的微小变化)/(3s m ,2Q ?为液箱B 输出水流量对稳态值的微小变化)/(3s m ,1h 为液箱A 的液位稳态值)(m ,1h ?为液箱A 液面高度对其稳态值的微小变化)(m ,2h 为液箱B 的液位稳态值)(m ,2h ?为液箱B 液面高度对其稳态值的微小变化)(m ,21,R R 分别为A,B 两液槽的出水管液阻))//((3s m m 。设u 为调节阀开度)(2m 。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。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. 对B 容器的液位分别设计:P,PI,PD,PID 控制器进行控制; 4. 对原系统进行极点配置,将极点配置在－1＋j 与－1－j;(极点可以不一样) 5. 设计一观测器,对液箱A 的液位进行观测(此处可以不带极点配置); 6. 如果要实现液位h2的控制,可采用什么方法,怎么更加有效？试之。用MATLAB 对上述设计分别进行仿真。 (提示:流量Q=液位h/液阻R,液箱的液容为液箱的横断面积,液阻R=液面差变化h ?/流量变化Q ?。) 2 双容液位对象的数学模型的建立及MATLAB 仿真过程一、对系统数学建模如图一所示,被控参数2h ?的动态方程可由下面几个关系式导出: 液箱A:dt h d C Q Q i 111?=?-? 液箱B:dt h d C Q Q 22 21?=?-? 111/Q h R ??= 222/Q h R ??= u K Q u i ?=? 消去中间变量,可得: u K h dt h d T T dt h d T T ?=?+?++?222122221)( 式中,21,C C ——两液槽的容量系数 21,R R ——两液槽的出水端阻力 111C R T =——第一个容积的时间常数 222C R T =——第二个容积的时间常数 2R K K u =_双容对象的放大系数

华北电力大学实验报告

华北电力大学实验报告实验名称：超外差收音机安装与调试一、实验目的 1.了解常用电子器件的类别、型号、规格、性能及其使用范围，能查阅有关的电子器件图书。能够正确识别和选用常用的电子器件，并且能够熟练使用万用表。 2.学习并掌握超外差收音机的工作原理 3.了解超外差式收音机的调试方法。

4.熟悉手工焊锡的常用工具的使用及其维护与修理，基本掌握手工电烙铁的焊接技术。二、实验原理图三、元器件清单元件型号数量位号元件型号数量位号三极管9013 2只V6、V7 电阻56Ω1只R5 三极管9014 1只V5 电阻100KΩ2只R7、R10 三极管9018 4只V1、V2、V3、V4 电阻120KΩ1只R1 发光二极管红色1只LED 瓷片电容103 1只C2 磁棒及线圈4x8x80mm 1套T1 瓷片电容C1、C4、C5 振荡线圈TF10（红色）1只T2 瓷片电容223 7只C6、C7、C10 中频变压器TF10（黄色）1只T3 瓷片电容C11 中频变压器TF10（白色）1只T4 电解电容 4.7uF 2只C3、C8 中频变压器TF10（绿色）1只T5 电解电容100uF 3只C12、C13、C9 输入变压器蓝色1只T6 双联电容CBM-223PF 1只CA 扬声器0.5W 8Ω1只BL 耳机插座?3.5mm 1只CK 电位器10KΩ1只RP 装配说明书1分电阻51Ω1只R8 机壳上盖1个电阻100Ω2只R13、R15 机壳下盖1个电阻120Ω2只R12、R14 刻度面板1块电阻150Ω1只R3 调谐拨盘1只电阻220Ω1只R11 电位器拨盘1只电阻510Ω1只R16 磁棒支架1只

华北电力大学电力系统分析考研及期末考试必备

华北电力大学电力系统分析考研及期末考试必备 1、什么是动力系统、电力系统、电力网? 答:通常把发电企业的动力设施、设备和发电、输电、变电、配电、用电设备及相应的辅助系统组成的电能热能生产、输送、分配、使用的统一整体称为动力系统; 把由发电、输电、变电、配电、用电设备及相应的辅助系统组成的电能生产、输送、分配、使用的统一整体称为电力系统; 把由输电、变电、配电设备及相应的辅助系统组成的联系发电与用电的统一整体称为电力网。 2、现代电网有哪些特点? 答:1、由较强的超高压系统构成主网架。2、各电网之间联系较强,电压等级相对简化。3、具有足够的调峰、调频、调压容量,能够实现自动发电控制,有较高的供电可靠性。4、具有相应的安全稳定控制系统,高度自动化的监控系统和高度现代化的通信系统。5、具有适应电力市场运营的技术支持系统,有利于合理利用能源。 3、区域电网互联的意义与作用是什么? 答:1、可以合理利用能源,加强环境保护,有利于电力工业的可持续发展。 2、可安装大容量、高效能火电机组、水电机组和核电机组,有利于降低造价,节约能源,加快电力建设速度。 3、可以利用时差、温差,错开用电高峰,利用各地区用电的非同时性进行负荷调整,减少备用容量和装机容量。 4、可以在各地区之间互供电力、互通有无、互为备用,可减少事故备用容量,增强抵御事故能力,提高电网安全水平和供电可靠性。 5、能承受较大的冲击负荷,有利于改善电能质量。 6、可以跨流域调节水电,并在更大范围内进行水火电经济调度,取得更大的经济效益。 4、电网无功补偿的原则是什么? 答:电网无功补偿的原则是电网无功补偿应基本上按分层分区和就地平衡原则考虑,并应能随负荷或电压进行调整,保证系统各枢纽点的电压在正常和事故后均能满足规定的要求,避免经长距离线路或多级变压器传送无功功率。 5、简述电力系统电压特性与频率特性的区别是什么? 答:电力系统的频率特性取决于负荷的频率特性和发电机的频率特性(负荷随频率的变化而变化的特性叫负荷的频率特性。发电机组的出力随频率的变化而变化的特性叫发电机的频率特性),它是由系统的有功负荷平衡决定的,且与网络结构(网络阻抗)关系不大。在非振荡情况下,同一电力系统的稳态频率是相同的。因此,系统频率可以集中调整控制。电力系统的电压特性与电力系统的频率特性则不相同。电力系统各节点的电压通常情况下是不完全相同的,主要取决于各区的有功和无功供需平衡情况,也与网络结构(网络阻抗)有较大关系。因此,电压不能全网集中统一调整,只能分区调整控制。

华北电力大学毕业生

部分保定华北电力大学毕业生：掌控中国电力系统半壁江山史玉波（国家电监会副主席）李小鹏（中国华能集团公司总经理）舒印彪（国家电网公司副总经理）曹志安（国家电网公司副总经理）王良友（南方电网有限责任公司副总经理）辛保安（中国华电集团副总经理）王日文（中国华电集团公司总经理助理）袁德（中国电力投资集团公司总工程师）刘文成（中国华能集团公司总经理助理、华能国际电力开发公司常务副总经理）王永干（中国电力企业联合会秘书长）张丽英（华中电网有限公司董事长）卢健（东北电网有限公司总经理）杨昆（国家电力监管委员会安全监管局局长）蒋晓华（国家电力监管委员会华北监管局局长）孙正运（国家电网公司华北电网有限公司副总经理）赵义亮（浙江省电力公司总经理）赵凤山（内蒙古电力集团公司总经理）岳曦（武警水电二总队总队长）张成杰（中国国电集团公司人力资源部主任）王颖杰（国家电网公司政工部主任）陈栋才（中国电力技术进出口公司总经理）

李文毅(国家电网公司建设有限公司总经理) 张毅（北京大唐国际发电公司总经理）崔继纯（国家电网公司新源控股公司总经理）林刚（华能集团公司东北分公司总经理）覃章高（中国民航总局司长）范继祥（中国电力企业联合会副秘书长）刘国跃（华能国际股份公司副总经理）蒋锦峰（国家电监会安全监管局副局长）徐玉华（中电联技能鉴定与教育培训中心主任）薛静（中国电力企业联合会统计信息部主任）徐松林（中国电力企业联合会标准化中心主任）李斌（中国电力企业联合会国际合作部主任）赵庆波（国网公司发展策划部主任）张运洲(国网北京经济技术研究院院长) 王万春（中国大唐集团公司思想政治工作部主任）曹景山（中国大唐集团公司总经理工作部主任）张志厚（国家电网电通中心党委书记）刘永奇（华北电网公司总工程师）魏兆龙（郑州电力高等专科学校校长）马纯良（中国计量出版社社长）吴建宏（海南电网公司副总经理）陈钢（海南电网公司副总经理）徐达明（广东电网公司副总经理）晁剑（贵州省电力公司副总经理）

自动控制理论课程设计

一、课程设计的目的与要求本课程为《自动控制原理》的课程设计，是课堂的深化。设置《自动控制原理》课程设计的目的是使MATLAB 成为学生的基本技能，熟悉MATLAB 这一解决具体工程问题的标准软件，能熟练地应用MATLAB 软件解决控制理论中的复杂和工程实际问题，并给以后的模糊控制理论、最优控制理论和多变量控制理论等奠定基础。使相关专业的本科学生学会应用这一强大的工具，并掌握利用MATLAB 对控制理论内容进行分析和研究的技能，以达到加深对课堂上所讲内容理解的目的。通过使用这一软件工具把学生从繁琐枯燥的计算负担中解脱出来，而把更多的精力用到思考本质问题和研究解决实际生产问题上去。通过此次计算机辅助设计，学生应达到以下的基本要求： 1.能用MATLAB 软件分析复杂和实际的控制系统。 2.能用MATLAB 软件设计控制系统以满足具体的性能指标要求。 3.能灵活应用MATLAB 的CONTROL SYSTEM 工具箱和SIMULINK 仿真软件，分析系统的性能。二、设计正文 1．控制系统的数学建模相关知识：研究一个自动控制系统，单是分析系统的作用原理及其大致的运动过程是不够的，必须同时进行定量的分析，才能作到深入地研究并将其有效地应用到实际工程上去。这就需要把输出输入之间的数学表达式找到，然后把它们归类，这样就可以定量地研究和分析控制系统了。 1．有理函数模型线性系统的传递函数模型可一般地表示为： m n a s a s a s b s b s b s b s G n n n n m m m m ≥++???++++???++= --+- )(11 11 1 21 (1) 将系统的分子和分母多项式的系数按降幂的方式以向量的形式输入给两个变量num 和den ，就可以轻易地将传递函数模型输入到MATLAB 环境中。命令格式为： ],,,,[121+???=m m b b b b num ; （2） ],,,,,1[121n n a a a a den -???=; （3）在MATLAB 控制系统工具箱中，定义了tf() 函数，它可由传递函数分子分母给

华北电力大学微机课程设计

. 课程设计(综合实验)报告 ( 20 14 -- 20 15 年度第1学期) 名称：微机原理课程设计题目：课题2 交通灯控制系统院系：控制与计算机工程学院班级：自动化1203 学号：1121190308 学生：帅__ 指导教师：吴华设计周数：1周成绩：日期：年月日

一、课程设计(综合实验)的目的与要求 1.1目的：在微机原理及应用课程中分别了微计算机各个基本组成模块的原理和编程技术的基础之上，综合应用各部分知识，在实验室现有设备情况下，设计一个具有一定功能的应用系统，达到对各部分知识加深理解，融会贯通的目的。 1.2要求：用8255实现交通信号灯软件，硬件设计。8255控制LED发光管实现的十字路口信号灯电路及管理程序，并尽量接近真实信号灯的工作情况。二、设计（实验）正文 1. 设计题目：一个十字路口的交通信号灯，东西向为一组，南北向为一组，组信号灯亮灭情况相同，R6、Y5、G4 作为南北路口的交通灯，R2、Y1、G0作为东西路口的交通等. 程使六个灯按交通等变化规律亮灭。要求进行周期性重复控制： g) 南北路口的绿灯、东西路口的红灯同时亮20 秒。 h) 南北路口的黄灯闪烁3 秒，同时东西路口的红灯闪3 秒。 i) 南北路口的红灯、东西路口的绿灯同时亮90 秒。 j) 南北路口的红灯、同时东西路口的黄灯亮闪烁3 秒。 k) 在LED 上同步显示倒计时。 2 设计过程: 2.1 芯片类型及使用： ( 1 )交通信号灯的灯光变化和数码显示通过8255实现控制。PA口用于输出信号控制灯光的变化，PB口用于输出信号控制数码管的显示，PC0用于输入k0的控制开关信号，PC1用于输入用于硬件延时的方波信号。PC7用于输出控制数码管工作/不工作的信号。故写入方式控制字为10000001B=81H ( 2 )LED数码显示：数码管采用共阴极接法，位选信号为0则数码管工作。 a～dp段发亮条件：对应位输入1，见下表所示：

数据库教学大纲及教案(华北电力大学)

教学大纲一、课程内容概述数据库技术和系统已经成为信息基础设施的核心技术和重要基础。数据库技术作为数据管理的最有效的手段，极大的促进了计算机应用的发展。本课程系统讲述数据库系统的基础理论、基本技术和基本方法。内容包括：数据库系统的基本概念、数据模型、关系数据库及其标准语言SQL、数据库安全性和完整性的概念和方法、关系规范化理论、数据库设计方法和步骤，数据库恢复和并发控制等事务管理基础知识，关系查询处理和查询优化等。二、课程目标通过本课程学习，使学生系统地掌握数据库系统的基本原理和基本技术。要求在掌握数据库系统基本概念的基础上，能熟练使用SQL语言在某一个数据库管理系统上进行数据库操作；掌握数据库设计方法和步骤，具有设计数据库模式以及开发数据库应用系统的基本能力。三、预修课程 * 计算机程序设计方法和语言 * 数据结构 * 离散数学 * 操作系统四、课程学时安排讲授学时：40 实验学时不包括在内，由学生课外完成。五、参考书目 1.王珊萨师煊《数据库系统概论》第4版高教出版社2006年5月 2. J.D.Ullman, J Widom，A First Course in Database Systems，Pretice Hall, 1997 本书是美国斯坦福大学（Stanford University）计算机系本科生的第1门数据库课程教材。 3 王珊朱青《数据库系统概论学习指导与习题解答》高等教育出版社2003年8月

第一章绪论内容概述阐述数据库的基本概念，介绍数据管理技术的进展情况、数据库技术产生和发展的背景，数据模型的基本概念、组成要素和主要的数据模型，概念模型的基本概念及ER方法，数据库系统的3级模式结构以及数据库系统的组成。本章目标本章讲解的数据库基本概念和基本知识是学习后续各个章节的基础。学习本章的目的在于了解基本知识，掌握基本概念，为以后的学习打好扎实的基础。重点和难点重点：牢固掌握概念模型的基本概念及其主要建模方法ER方法；掌握关系数据模型的相关概念、数据库系统三级模式和两层映像的体系结构、数据库系统的逻辑独立性和物理独立性等；对于如何通过ER方法描述现实世界的概念模型要做到能够举一反三的程度。难点：本章的难点是需要掌握数据库领域大量的基本概念。有些概念一开始接触会感到比较抽象，但不要紧，随着学习的逐渐推进，在后续章节中，这些抽象的概念会逐渐变得清晰具体起来。此外，数据模型及数据库系统的体系结构也是本章的难点。第二章关系数据库内容概述系统地讲解关系数据库的重要概念，并着重对关系模型进行讲解。关系模型包括关系数据结构、关系操作集合、以及关系完整性约束三个组成部分。本章目标掌握关系模型的三个组成部分及各部分所包括的主要内容；牢固掌握关系数据结构及其定义；关系的三类完整性约束的概念。为学习后面关系数据库系统打好基础。重点和难点重点：掌握关系数据结构及其定义；关系的三类完整性约束的概念。需要举一反三的是：关系代数；关系代数中的各种运算（包括并、交、差、选择、投影、连接、除、及广义笛卡尔积等）。难点：由于关系代数较为抽象，因此在学习的过程中一定要结合具体的实例进行学习。实验内容实验1 学习安装SQL server数据库管理系统，通过数据库管理系统的安装使用，初步了解DBMS的工作环境和系统构架，熟悉对DBMS的安装，为后面的实验做准备

继电保护定值计算课程设计成果(华电)

课程设计报告 ( 2014—2015年度第一学期) 名称：继电保护整定计算院系：电气与电子工程学院班级：学号：学生姓名：指导教师：设计周数：两周成绩：日期： 2014年 12月29日

一、课程设计(综合实验)的目的与要求 1.课程设计的目的 1)巩固《电力系统继电保护原理》课程的理论知识，掌握运用所学知识分析和解决生产实际问题的能力。 2)通过对国家行业颁布的有关技术规程、规范和标准学习，建立正确的设计思想，理解我国现行的技术政策。 3)初步掌握继电保护设计的内容、步骤和方法。 4)提高计算、制图和编写技术文件的技能。 2.对课程设计的要求 1)理论联系实际。对书本理论知识的运用和对规程、规范的执行必须考虑到任务书所规定的实际情况，切忌机械地搬套。 2)独立思考。在课程设计过程中，既要尽可能参考有关资料和主动争取教师的指导，也可以在同学之间展开讨论，但必须坚持独立思考，独自完成设计成果。 3)认真细致。在课程设计中应养成认真细致的工作作风，克服马虎潦草不负责的弊病，为今后的工作岗位上担当建设任务打好基础。

4)按照任务书规定的内容和进度完成。二、设计（实验）正文 1. 某一水电站网络如图1所示。已知：（1）发电机为水轮立式机组，功率因数为0.8、额定电压6.3kV、次暂态电抗为0.2，负序阻抗为0.24；（2）水电站的最大发电容量为2×5000kW，最小发电容量为5000kW，正常运行方式发电容量为2×5000kW；（3）. 平行线路L1、L2同时运行为正常运行方式；（4）变压器的短路电压均为10％，接线方式为Yd-11，变比为38.5/6.3kV。（5）负荷自起动系数为1.3 ；（6）保护动作是限级差△t ＝0.5s ；（7）线路正序电抗每公里均为0.4 Ω，零序电抗为3倍正序电抗；

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