自动化自动控制课程设计方案报告

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罗衡班级0903班院别物理与电子学院专业电子科学与技术学号14092500060 指导老师杜健嵘设计时间2011.12目录一、设计题目 (1)二、设计要求 (1)三、设计思路 (1)四、设计方法与步骤 (1)（1）确定系统开环增益 (2)（2）分析校正前系统性能指标 (2)（3）选择校正方案 (4)（4）设置校正装置的参数 (5)（5）分析校正后系统性能指标 (6)五、验证与对比 (8)六、参考文献 (9)自动控制原理课程设计一、设计题目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045≥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、设计思路根据题目要求的稳态误差 e ss 的值，确定开环增益 K ，再得到校正前系统的传递函数及频率特性，利用matlab 画出其 bode 图，从图形及结果可以得到校正前系统的相角裕度γ和剪切频率ωc ，判断这两项指标是否符合要求，若不符合，则选择合适的校正装置，确定并计算出校正装置的参数 a 和 T 。

即得校正装置的传递函数，然后得到校正后系统的开环传递函数及频率特性，最后验证已校正系统的γ和ωc 是否都达到要求。

如果有指标仍未达标。

则须另取合适的w c 的四、设计方法与步骤（1）确定系统开环增益单位负反馈系统的误差传递函数为：)12.0)(11.0()12.0)(11.0()()(11)()s (K s s s s s s s H s G s R E +++++=+= 根据稳态误差的定义，在单位斜坡输入信号t t r =)(（2s 1)(=s R ）作用下的稳态误差为：K1)()(1)(lim)]([lim )(lim =+=⋅==∞→∞→∞→s H s G s sR s E s t e e s s s ss现要使稳态误差05.0＜ss e ，则K>20,取开环增益K=21即可满足系统对稳态误差的要求。

半导体NPN三极管β值测量仪设计报告摘要本设计由集成运放LM324比较电路、555波形产生电路、电路、译码电路等模块组合而成。

设计一个微电流源将输出的电流接到待测三极管的基极，给基极一个恒定的电流。

利用三极管将电流放大。

利用比较电路将变化的模拟量转化为高低电平用CD4532编码，CD4511译码，数码管显示。

发挥部分将三极管输出电流接到555上构成一个流控振荡器。

用另一个555搭成单稳态触发器。

两个555的输出相与之后的结果输出到十进制计数器，通过计数器计数后，进行锁存，最后经过译码器并用7段数码管显示出β值。

关键字：NPN三极管β值，流控振荡器，单稳态触发器一、设计题目及要求设计制作一个自动测量三极管直流放大系数β值范围的装置。

1、对被测NPN型三极管值分三档；2、β值的范围分别为80～120及120～160，160～200对应的分档编号分别是1、2、3；待测三极管为空或β小于80时时显示0，超过200显示4；3、用数码管显示β值的档次；4、用数码管显示β值的数值（发挥部分）；5、响应时间不超过2秒，显示器显示读数清晰（发挥部分）。

二、方案的比较与论证根据题目要求，本测试仪由以下几大模块构成：信号发生模块、信号采集模块、信号转换模块、计数显示模块。

三极管β值测试仪框图如图1-1所示：信号发生信号采集信号转换计数显示图1-1 系统框图2.1信号发生模块方案一：利用被测三极管构成放大电路，Q2是被测三极管，其基极电流可由R1、L1限定，把三极管β值转换为电压输出：VR2＝β*IB*R2。

电路图如图1-2所示。

图1-2放大电路方案二：利用三极管构成微电流源，产生恒定的电流，然后经过三极管放大产生电流。

方案一电路简单，但是IB的精度难以调整。

方案二构成了电流源，干扰较小，所以我们采用方案二。

2.2信号采集模块利用运放LM324将三极管产生的放大电流采集出来，产生相应的高低电平。

2.3信号转换模块（发挥部分）方案一：采用压控振荡电路，利用积分电路和滞回比较电路，将电压转换成相应的频率。

自动控制专题课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解自动控制的基本原理和概念，掌握控制系统的数学模型、传递函数及状态空间表示。

2. 学生能够运用控制理论知识，分析控制系统的稳定性、快速性和准确性等性能指标。

3. 学生能了解常见的自动控制算法，如PID控制、模糊控制等，并掌握其适用范围和优缺点。

技能目标：1. 学生具备运用数学软件（如MATLAB）进行控制系统建模、仿真和性能分析的能力。

2. 学生能够结合实际控制问题，设计简单的自动控制方案，并通过实验或仿真验证其有效性。

3. 学生掌握自动控制相关电路的搭建和调试技巧，能够进行简单的控制系统硬件设计。

情感态度价值观目标：1. 学生通过学习自动控制专题，培养对工程技术的兴趣和热情，增强科技创新意识。

2. 学生能够认识到自动控制在国家经济、社会发展和人民生活中的重要作用，树立社会责任感。

3. 学生在团队合作中进行控制系统的设计与实践，培养沟通协调能力和团队合作精神。

课程性质：本课程为高二年级选修课程，旨在帮助学生掌握自动控制基本理论，提高实践操作能力，培养学生的创新意识和团队合作精神。

学生特点：高二学生在数学、物理等学科方面具备一定的基础，具备一定的逻辑思维能力和动手操作能力，对新技术和新知识充满好奇心。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，采用讲授、讨论、实验等多种教学方法，提高学生的参与度和积极性，确保课程目标的实现。

在教学过程中，注重目标分解和评估，及时调整教学策略，提高教学质量。

二、教学内容1. 自动控制基本原理：控制系统概述、开环与闭环控制、反馈控制原理、控制系统的数学模型。

教学安排：2课时，对应教材第一章内容。

2. 控制系统的数学描述：传递函数、状态空间表示、系统响应分析。

教学安排：3课时，对应教材第二章内容。

3. 控制系统性能分析：稳定性分析、快速性分析、准确性分析。

教学安排：3课时，对应教材第三章内容。

4. 常见自动控制算法：PID控制、模糊控制、自适应控制。

关于自动化的课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解自动化的基本概念，掌握自动化技术的应用领域。

2. 使学生了解自动化系统的组成，掌握其工作原理。

3. 帮助学生掌握自动化技术在生活中的实际案例，提高对技术发展的认识。

技能目标：1. 培养学生运用自动化知识解决实际问题的能力。

2. 提高学生团队协作、动手实践的能力，通过小组讨论和实践操作，设计简单的自动化系统。

3. 培养学生收集、整理、分析自动化技术相关信息的能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对自动化技术的兴趣，激发他们探索未知、追求创新的热情。

2. 增强学生对我国自动化技术发展的自豪感，培养他们的爱国情怀。

3. 引导学生认识到自动化技术在提高生活质量、促进社会发展中的重要作用，培养他们积极为社会发展贡献力量的责任感。

课程性质：本课程为理论与实践相结合的课程，注重培养学生的动手实践能力和创新精神。

学生特点：学生具备一定的物理、数学基础，对新鲜事物充满好奇，喜欢动手实践。

教学要求：教师应关注学生的个体差异，因材施教，充分调动学生的积极性，引导他们主动参与课堂讨论和实践操作。

同时，注重培养学生的团队协作能力和自主学习能力，提高他们的综合素质。

通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为未来的学习和工作打下坚实基础。

二、教学内容1. 自动化基本概念：介绍自动化的定义、发展历程及在现代社会中的应用。

教材章节：第一章 自动化概述内容列举：自动化的定义、发展历程、应用领域。

2. 自动化系统组成及工作原理：分析自动化系统的基本组成部分，包括传感器、执行器、控制器等，并探讨其工作原理。

教材章节：第二章 自动化系统组成及工作原理内容列举：传感器、执行器、控制器、工作原理、典型自动化系统案例。

3. 自动化技术在生活中的应用：介绍自动化技术在工业、农业、家居等领域的具体应用，以实例展示自动化技术的优势。

教材章节：第三章 自动化技术应用内容列举：工业自动化、农业自动化、家居自动化、交通自动化等领域的应用案例。

自动控制操作课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解自动控制系统的基本原理，掌握控制系统的组成、分类及工作方式。

2. 使学生掌握自动控制系统的数学模型，并能运用相关公式进行简单计算。

3. 帮助学生了解自动控制系统的性能指标，如稳定性、快速性、准确性等。

技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析自动控制系统的能力，能对实际系统进行简单的建模与仿真。

2. 让学生学会使用自动控制设备，进行基本操作和调试，具备一定的动手实践能力。

3. 培养学生利用自动控制系统解决实际问题的能力，提高创新意识和团队协作能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对自动控制技术的兴趣，激发学习热情，形成积极的学习态度。

2. 引导学生认识到自动控制在国家经济建设和科技进步中的重要作用，增强学生的社会责任感和使命感。

3. 培养学生严谨的科学态度，养成勤奋刻苦、团结协作的良好品质。

本课程针对高年级学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果，以便后续的教学设计和评估。

课程内容紧密联系课本，确保学生所学知识的实用性和针对性。

通过本课程的学习，使学生能够在理论知识和实践操作方面均取得较好的成果。

二、教学内容本章节教学内容依据课程目标，紧密结合教材，确保科学性和系统性。

主要包括以下几部分：1. 自动控制原理：介绍自动控制系统的基本概念、分类及其应用，重点讲解开环控制系统和闭环控制系统的原理及特点。

2. 控制系统数学模型：讲解控制系统的数学描述方法，包括传递函数、状态空间表达式等，并通过实例进行分析。

3. 控制系统性能分析：介绍控制系统的稳定性、快速性、准确性等性能指标，结合教材章节，进行深入讲解。

4. 自动控制设备操作与调试：教授自动控制设备的基本操作方法，包括控制器参数设置、传感器和执行器的使用等，并安排实践环节，让学生动手操作。

5. 自动控制系统仿真与设计：结合教材内容，指导学生运用仿真软件对自动控制系统进行建模、仿真和分析，培养学生的实际操作能力。

自动化课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解自动化的基本概念，掌握自动化系统的工作原理；2. 使学生掌握自动化控制系统的类型及各自的特点；3. 引导学生了解自动化技术在现实生活中的应用，认识到自动化技术对社会发展的意义。

技能目标：1. 培养学生运用自动化知识分析和解决实际问题的能力；2. 培养学生设计简单的自动化控制系统的能力；3. 提高学生的动手实践能力，通过课程实验，学会使用自动化设备。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对自动化技术的兴趣，培养其探索精神；2. 培养学生的团队合作意识，使其在小组合作中学会相互尊重、相互支持；3. 增强学生的社会责任感，使其认识到自动化技术对环境保护和资源节约的重要性。

课程性质：本课程为实践性较强的学科，旨在通过理论教学与实践操作相结合的方式，使学生掌握自动化技术的基本知识和技能。

学生特点：考虑到学生所在年级，已具备一定的物理、数学和信息技术基础，具备初步的分析问题和解决问题的能力。

教学要求：注重理论与实践相结合，强调学生的动手实践能力，鼓励学生主动探索、创新，培养其解决实际问题的能力。

将课程目标分解为具体的学习成果，以便于后续的教学设计和评估。

二、教学内容1. 自动化基本概念：自动化定义、自动化系统组成、自动化控制系统分类；2. 自动化控制原理：反馈控制、开环控制、闭环控制；3. 自动化技术应用：工业自动化、农业自动化、家居自动化；4. 自动化控制系统设计：控制系统的建模、控制器设计、系统仿真；5. 自动化设备及其应用：传感器、执行器、控制器、编程语言；6. 课程实验：自动化控制系统的搭建与调试。

教学大纲安排：第一周：自动化基本概念、自动化系统组成；第二周：自动化控制系统分类、反馈控制原理；第三周：开环控制与闭环控制、工业自动化应用；第四周：农业自动化、家居自动化；第五周：控制系统的建模、控制器设计；第六周：系统仿真、自动化设备介绍；第七周：课程实验一：传感器应用；第八周：课程实验二：执行器与控制器编程；第九周：课程实验三：自动化控制系统搭建与调试。

自动控制原理课程设计课题：自动控制原理课程设计专业：电气工程及其自动化班级：期：2014.12.22-2014.12.29 成绩：重庆大学城市科技学院电气信息学院目录1设计目的 (1)2设计要求 (1)3设计题目 (1)4实现过程 (2)4.1校正前系统的Bode图计算与稳定性（手工） (2)4.2校正前系统的根轨迹计算与闭环系统稳定性（手工） (3)4.3校正前系统幅频特性Matlab分析 (5)4.4校正前系统的奈奎斯特图Matlab仿真分析 (6)4.5校正后系统的Matlab仿真分析 (7)4.5.1校正装置的幅频特性 (7)4.5.2校正后系统幅频特性分析 (8)4.5.3校正后系统奈奎斯特图分析 (9)4.5.4校正后系统的截止频率ωc、相位裕量γ、穿越频率ωx和幅值裕量h计算 (11)5总结 (11)6参考文献 (11)自动控制原理课程设计报告1设计目的更加熟练掌握Bode图的作图方法，能够使用劳斯判据判定系统稳定性。

能够画出根轨迹图，并且根据分析出系统的稳定性。

掌握根据要求设计校正装置，学会使用Matlab分析Bode图，系统稳定性，能够作出根轨迹图，并且分析系统相关参数，能够使用Matlab分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。

计算校正后系统的截止频率ωc、相位裕量γ、穿越频率ωx和幅值裕量h。

用MATLAB分别画出系统校正前、后的开环系统奈奎斯特图，并进行分析。

能够利用所学知识分析校正装置对系统的影响。

2设计要求1、手动画出未校正系统的Bode图，分析系统是否稳定。

2、手动画出未校正系统的根轨迹图，分析闭环系统是否稳定。

3、设计系统的串联滞后超前校正装置，使系统达到下列指标。

（1）静态速度误差系数K v ≥ 100s-1；（2）相位裕量γ ≥ 40°。

（3）截止频率ωc＝20rad/s。

4、给出校正装置的传递函数。

5、用MATLAB分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。

自动控制课程设计简单一、课程目标知识目标：1. 理解自动控制的基本概念，掌握自动控制系统的数学模型及特性。

2. 学会分析自动控制系统的性能，了解系统稳定性、快速性和准确性的评价标准。

3. 掌握典型自动控制系统的结构及其工作原理。

技能目标：1. 能够运用数学模型对自动控制系统进行描述，并绘制系统方框图。

2. 学会使用控制原理分析自动控制系统的性能，并提出相应的优化方案。

3. 能够运用所学知识，设计简单的自动控制实验，并完成实验报告。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对自动控制技术的兴趣，激发学生探索未知领域的热情。

2. 培养学生严谨的科学态度，强调实验数据的真实性，提高学生的实践能力。

3. 增强学生的团队协作意识，培养学生在合作中解决问题、分享成果的能力。

本课程针对高中年级学生，结合学科特点和教学要求，注重理论与实践相结合，旨在提高学生对自动控制技术的理解和应用能力。

通过本课程的学习，使学生能够掌握自动控制的基本原理，具备分析、设计和优化自动控制系统的能力，并培养他们积极探索、严谨求实、团结协作的精神风貌。

二、教学内容1. 自动控制基本概念：控制系统定义、分类及性能指标（对应教材第1章）。

- 控制系统的数学模型及特性- 控制系统的方框图表示2. 自动控制系统分析方法：稳定性、快速性、准确性分析（对应教材第2章）。

- 控制系统的传递函数- 控制系统的稳定性判断- 控制系统的性能分析3. 典型自动控制系统：比例、积分、微分控制（对应教材第3章）。

- PID控制原理及参数调整- 典型控制系统实例分析4. 自动控制实验设计：实验原理、实验步骤及实验报告撰写（对应教材第4章）。

- 实验方案设计- 实验数据采集与处理- 实验报告撰写要求教学内容安排与进度：第1周：自动控制基本概念及数学模型第2周：控制系统稳定性、快速性、准确性分析第3周：典型自动控制系统原理与实例第4周：自动控制实验设计及实践教学内容注重科学性和系统性，结合教材章节组织，确保学生能够循序渐进地掌握自动控制相关知识。

自动化控制原理课程设计报告(一)自动化控制原理课程设计报告引言•简要介绍自动化控制原理的重要性和应用场景。

•阐述课程设计报告的目的和意义。

课程设计目标•描述本次课程设计的具体目标和要求。

•解释该目标的意义和对学习者的影响。

设计思路•分析课程设计要求，确定设计思路的基本框架。

•阐述设计思路的合理性和可行性。

•介绍所采用的主要方法和技术。

实施步骤1.项目准备阶段–研究相关资料和文献，了解当前的研究进展和应用场景。

–调研市场上已有的自动化控制系统，分析其特点和优缺点。

2.系统设计阶段–定义系统的功能和性能指标。

–利用系统理论和数学模型设计控制策略。

–根据系统需求和参数设计硬件电路和软件程序。

3.系统实施与调试阶段–制作自动化控制系统的原型。

–进行系统实施和集成测试。

–进行系统调试和优化。

4.系统性能评估阶段–测试和评估系统在不同情况下的性能和稳定性。

–分析评估结果，并对系统进行改进和优化。

5.报告撰写和展示阶段–撰写课程设计报告，并整理相关实验数据和图表。

–准备课程设计的展示材料和演示文稿。

–展示和演示课程设计成果，并回答相关问题。

实施结果与分析•分析所设计的自动化控制系统在实际应用中的性能和稳定性。

•对系统的优点和局限性进行分析和总结。

•提出改进和优化的方向和建议。

结论•简要总结整个课程设计的过程和成果。

•强调该课程设计对学习者的价值和意义。

参考文献•列出参考文献的主要信息。

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自动化专业控制系统综合课程设计自动化专业是现代工程领域中的一个重要学科，它涉及了工业自动化、机器人技术、控制系统等多个方面。

而控制系统作为自动化领域的核心内容之一，对于自动化专业的学生来说，掌握和熟悉控制系统的设计和实现是至关重要的。

为了培养学生的综合应用能力，自动化专业的课程设置了控制系统综合课程设计。

本次控制系统综合课程设计旨在通过实际案例，让学生将所学的理论知识应用于实践中，提升他们的控制系统设计和实施能力。

本文将以某某工厂的温控系统设计为例，介绍课程设计的主要内容和步骤。

首先，课程设计需要对某某工厂的温控系统进行需求分析。

在这一步骤中，学生需要了解工厂的生产过程和温度控制的要求，明确系统的输入和输出。

通过与实际工作人员的交流或对工厂现场的观察，学生能够获得必要的信息和数据。

接下来，学生需要进行控制策略的设计。

在温控系统中，常见的控制策略包括比例控制、积分控制、微分控制和模糊控制等。

学生可以根据实际需求和所学知识，选择合适的控制策略，并进行相应参数的调整和优化。

然后，学生需要进行控制系统的硬件选型和配置。

在这一步骤中，学生需要选择合适的传感器、执行器和控制器等硬件设备，并进行连接和配置。

同时，学生还需要编写相应的软件代码，实现传感器数据的采集和控制信号的输出。

接着，学生需要进行系统的调试和测试。

在这一过程中，学生需要确保控制系统的稳定性和可靠性。

通过对系统的模拟或实际操作，学生可以验证系统的性能和功能是否满足实际需求，并进行必要的调整和改进。

最后，学生需要对课程设计的结果进行总结和评估。

学生可以根据实际效果和实施过程中的问题，提出相应的改进和优化建议。

同时，学生还可以对自己在课程设计中的学习收获和不足进行反思和总结，以便更好地提升自己的能力和水平。

通过这样的综合课程设计，学生不仅可以将所学的理论知识应用于实践中，还可以培养自己的团队合作能力和解决问题的能力。

同时，学生还可以体验到真实工程项目的流程和挑战，为将来的工作做好准备。

电力系统与自动化控制课程设计报告1. 摘要本报告主要介绍了电力系统与自动化控制课程设计的内容，包括项目背景、设计目标、系统原理、硬件选型、软件设计、实验结果及分析。

通过本次设计，旨在提高学生对电力系统与自动化控制理论知识的理解，培养学生的实际操作能力和创新意识。

2. 项目背景随着我国经济的快速发展，对电力的需求不断增长，电力系统的安全稳定运行成为我国经济发展的重要保障。

为了提高电力系统的运行效率和可靠性，实现电力系统的自动化控制成为必然趋势。

电力系统与自动化控制课程设计旨在让学生了解并掌握电力系统的基本原理和自动化控制技术，为今后的学习和工作打下坚实基础。

3. 设计目标1. 了解电力系统的基本原理和自动化控制技术；2. 掌握电力系统硬件选型和软件设计方法；3. 培养学生实际操作能力和创新意识；4. 提高电力系统运行效率和可靠性。

4. 系统原理电力系统由发电、输电、变电、配电和用电五个环节组成。

电力系统自动化控制是指利用现代电子技术、计算机技术和通信技术，对电力系统进行实时监测、控制和保护，以实现电力系统的高效、安全和稳定运行。

5. 硬件选型根据设计要求，本电力系统与自动化控制课程设计选用如下硬件设备：1. 发电设备：模拟发电机一台；2. 输电设备：模拟输电线路若干；3. 变电设备：模拟变压器一台；4. 配电设备：模拟配电柜一台；5. 自动化控制设备：工控机一台，PLC一台，继电保护装置一套。

6. 软件设计本设计采用组态软件进行电力系统监控和自动化控制。

组态软件具有良好的人机交互界面，可实现对电力系统的实时监控、数据采集、故障报警和控制指令输出等功能。

7. 实验结果及分析1. 实验结果：通过实验，实现了对电力系统的实时监控和自动化控制，故障报警准确及时，控制指令执行到位。

2. 实验分析：本次设计采用了现代电子技术、计算机技术和通信技术，实现了电力系统的自动化控制，提高了电力系统的运行效率和可靠性。

自动化专业控制系统综合课程设计自动化专业的学生每年都要进行一些专业实践课程设计，其中一项重要的课程设计就是控制系统综合课程设计。

该课程设计是对学生掌握控制系统相关知识、理解控制系统原理和应用以及掌握相关软件和硬件技术的综合考察。

在这篇文章中，我将阐述自动化专业控制系统综合课程设计的重要性、设计内容和一些可能遇到的困难，同时也会介绍一些解决方法和实践经验。

首先，控制系统综合课程设计对于自动化专业的学生来说具有重要的意义。

通过这一课程设计，学生可以将前期学习的理论知识应用到实际情境中，并且深入了解控制系统的工作原理和设计过程。

课程设计的内容涉及到传感器的选择、信号处理、控制算法的设计以及控制器的编程等方面，这些都是自动化专业学生必须掌握的技能。

其次，控制系统综合课程设计的具体内容是多样化的。

设计的对象可以是任何一个实际系统，例如温度控制系统、液位控制系统或者机械臂控制系统等。

学生需要根据给定的需求和要求，设计一个能够实现系统控制功能的控制方案，并在实验中验证该方案的有效性。

设计的过程中，学生需要运用所学的知识和技能，进行系统建模、控制算法设计、程序编写、实验测试等一系列环节。

然而，控制系统综合课程设计也存在一些难点和挑战。

首先，学生在实际操作中可能会遇到一些技术上的问题，例如传感器的选择与接线、控制器调试与优化等。

这些问题需要学生具备较强的动手能力和问题解决能力。

其次，时间和资源的限制也是一个考验。

学生需要在有限的时间内完成课程设计，并且需要合理分配实验设备和资源。

最后，团队合作也是一个重要的因素。

如果课程设计是团队完成，学生需要良好的沟通和协作能力，确保整个设计过程的顺利进行。

针对这些难题，学生可以采取一些解决方法和实践经验。

首先，加强理论知识的学习和实践操作的训练是非常重要的。

只有充分理解基本的控制理论和掌握实际操作的技能，才能更好地完成课程设计。

其次，学生可以利用课余时间进行课程设计的预习和准备工作。

自动控制原理课程设计关于系统校正1自动控制原理课程设计报告专业：自动化班级：12403011学号：1240301112姓名：高松1. 已知一个二阶系统其闭环传递函数如下Φ=ks s ++25.0k 求k=0.2,0.5,1,2,5时，系统的阶跃响应和频率响应。

绘出系统的阶跃响应和频率响应曲线。

程序如下：一．阶跃响应i=0;for k=[0.2,0.5,1,2,5]num=k;den=[0.5,1,k];sys=tf(num,den);i=i+1;step(sys,25)hold onendgridhold offtitle('k 不同时的阶跃响应曲线')gtext('k=0.2'),gtext('k=0.5'),gtext('k=1'),gtext('k=2'),g text('k=5')二．频率响应for k=[0.2,0.5,1,2,5]num=k;den=[0.5,1,k];bode(num,den)[mag,phase,w]=bode(num,den);mr=max(mag)wr=spline(mag,w,mr)hold onendgridhold offtitle('k不同时的频率响应曲线')gtext('k=0.2'),gtext('k=0.5'),gtext('k=1'),gtext('k=2'),gtext('k=5')gtext('k=0.2'),gtext('k=0.5'),gtext('k=1'),gtext('k=2'),gtext('k=5')2.被控对象传递函数为)20030()(2++=s s s K s G 设计超前校正环节，使系统性能指标得到满足如下要求：1）速度误差常数=102）γ=45°由速度误差常数=10，k v =10=)20030(lim 20s ++→s s s k s , 得k=2000 程序如下：num=[2000];den=[1,30,200,0];g0=tf(num,den);figure(1);margin(g0);hold on figure(2);sys=feedback(g0,1);step(sys)w=0.1:0.1:2000;[gm,pm,wcg,wcp]=margin(g0);[mag,phase]=bode(g0,w);magdb=20*log10(mag);phim1=45;data=18;phim=phim1-pm+data;alpha=(1+sin(phim*pi/180))/(1-sin(phim*pi/180));n=find(magdb+10*log10(alpha)wc=w(n(1));w1=wc/sqrt(alpha);w2= wc*sqrt(alpha); numc=[1/w1,1];denc=[1/w2,1];gc=tf(numc,denc); g=gc*g0;[gmc,pmc,wcgc,wcpc]=margin(g);gmcdb=20*log10(gmc);disp('校正装置传递函数和校正后系统开环传递函数'),gc,g, disp('校正系统的频域性能指标KG,V,WC'),[gmc,pmc,wcpc], disp('校正装置的参数T 和 a 值:'),t=1/w2;[t,alpha], bode(g0,g);hold on ,margin(g)自动控制原理课程设计关于系统校正1第2页校正装置传递函数和校正后系统开环传递函数gc =0.1647 s + 1-------------0.05404 s + 1Continuous-time transfer function.g =329.4 s + 2000-------------------------------------------0.05404 s + 2.621 s + 40.81 s + 200 sContinuous-time transfer function.校正系统的频域性能指标KG ,V ,WCans =3.4126 45.8576 10.5873校正装置的参数T 和a 值:ans =0.0540 3.04723.被控对象传递函数为)5()(+=s s K s G 设计滞后校正环节，使系统性能指标满足如下要求：1）单位斜坡稳态误差小于5%2）闭环阻尼比ζ=0.707，ωn =1.5 rad/s由单位斜坡稳态误差小于5%，ε=vk 1=5%，得v k =20，又由v k =)5(lim 0s +→s s k s ，得k=100.由闭环阻尼比ζ=0.707，ωn =1.5 rad/s ，可算出相角裕度ν=65.5°，穿越频率c w =0.965nc=[1/w1,1];gc=tf(numc,denc) g=go*gcbode(go,g),hold on,margin(g),betaTransfer function:gc =5.988 s + 1-----------68.02 s + 1Continuous-time transfer function.g =598.8 s + 100---------------------------68.02 s + 341.1 s + 5 sContinuous-time transfer function.beta =11.35924.设已知单位负反馈系统其开环传递函数为())1125.0)(15.0(s ++=s s s k G 要求系统具有的性能指标是：1 ) 控制输入为单位速度信号（T RAD/S ）时，其稳态误差E2 ) 控制输入为单位阶跃信号时，其超调量σ3) 控制输入为单位阶跃信号时，其超调量σ2) 由题意σ=0.16+0.4（vsin 1-1）12.5(1)- sinv 11.5(2[2-++c w pi 42.68°, 穿越频率w c >0.96,取v=45°rad/s ，得w c =1.22 rad/s程序如下：num=8;den=conv([1,0],conv([0.5,1],[0.125,1]));g0=tf(num,d en);margin(g0);gammao=45;delta=5;gamma=gammao+delta;w=0.01:0.01:1000;[mag,phase]=bod8.197 s + 1-----------45.36 s + 1Continuous-time transfer function.g =65.57 s + 8-------------------------------------2.835 s + 28.41 s + 45.99 s + s Continuous-time transfer function. beta =5.53413 )由题意σ=0.16+0.4（v sin 1-1）12.5(1)- sinv 11.5(2[2-++c w pi 54.7°，穿越频率w c >1.935 rad/s程序如下：num=8;den=conv([1,0],conv([0.5,1],[0.125,1]));g0=tf(num,d en);[kg,gamma,wg,wc]=margin(g0);kgdb=20*log10(kg);w=0.001:0.001:100;[mag,phase]=bode(g0,w);disp('未校正系统参数：20LGKG,WC,');[kgdb,wc,gamma], gamma1=54.7;delta=5;phim=gamma1-gamma+delta;alpha=(1+sin(phim*pi/180))/(1-sin(phim*pi/180));wcc=2.5;w3=wcc/sqrt(alpha);w4=sqrt(alpha)*wcc;numc1=[1/w3,1];denc1=[1/w4,1];gc1=tf(numc1,denc1);g01=g0*gc11,disp('滞后校正部分的传递函数'),gc2,disp('串联超前—滞后校正传递函数'),gc,disp('校正后整个系统的传递函数'),gdisp('校正后系统参数：20LGKG,WC,R 及A 值'),[gmcdb,wcpc,pmc,alpha],bode(g0,g),hold on ,margin(g),beta。

自动控制课程设计报告自动控制课程设计报告一、自动控制的应用领域分析自动化控制系统的研究，几乎涵盖所有应用科学知识与技术的结合，领域范围及牵涉的科学知识与应用工具相当广泛，作为交叉学科，自动控制与其他很多学科有关联，尤其是数学和信息学，在制造，医药，交通，机器人，以及经济学，社会学中的应用也都非常广泛。

自动化控制的应用领域一般可分为下列几类：1、工厂自动化控制，又称为生产自动化控制，即利用自动化的生产设备，一贯作业的生产方式，从事有效率的产品生产。

2、设计自动化控制，即利用电脑软件技术及应用，将所需设计的资料，转成控制程序或生产流程，而且以简单的图或语言，来表示或执行制造过程的自动化控制的运作。

3、实验室自动化控制，即利用自动化设备与电脑软件技术及应用，或可编程控制器等设备，结合温度、湿度、压力、流量等传感器，将实验室的控制程序或生产流程，及所需实验结果的资料，转成简单的图或语言，来表示或执行实验室的自动化控制作。

4、检测自动化控制，即利用自动化的检测设备与电脑软件技术及程式应用，结合温度、湿度、压力、流量等传感器设备，能自动地检测样品，并将检测的物理量的资料，转成简单的图或语言，来表示检测结果。

5、办公室自动化控制，即利用软件程式技术及应用，将办公室的文书资料或文书档案，做有效率的管理。

6、家庭自动化控制，即利用自动化的设备与电脑软件技术及程式应用，结合家庭用设备，提高家庭舒适度与居家安全。

7、服务自动化控制，即利用自动化的设备与电脑软件技术及程式应用，结合各式各样的自动化设备或传感器，监测、纪录、转接、通知、执行运作等，以供顾客或使用者，能快速处理相关作业或快速处理所遭遇的问题。

上述七大类自动化控制的范畴及其相关产品与设备，占社会经济产值相当比重，对国家社会经济影响很大，非常值得深思研究与发展应用随着自动化技术的发展与应用。

二、现代控制理论的发展及基本内容经典控制理论虽然具有很大的实用价值，但也有着明显的局限性。

自动化专业教育课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握自动化专业的基本概念、原理和方法，培养学生运用自动化知识解决实际问题的能力。

具体目标如下：1.知识目标：（1）理解自动化的基本概念、原理和分类；（2）掌握常见自动控制系统的设计方法和特点；（3）熟悉自动化仪表和传感器的基本原理及应用；（4）了解自动化领域的最新发展动态。

2.技能目标：（1）能够运用自动化知识分析和解决实际问题；（2）具备自动化系统设计和调试的基本能力；（3）掌握自动化仪表和传感器的选用与安装方法；（4）学会编写自动化控制程序和调试技巧。

3.情感态度价值观目标：（1）培养学生的创新意识和团队协作精神；（2）增强学生对自动化专业的兴趣和自信心；（3）培养学生关注社会热点，运用专业知识服务社会的责任感。

二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括以下几个方面：1.自动化基本概念和原理：介绍自动化的定义、分类和发展历程，掌握自动控制系统的组成和基本原理。

2.自动控制系统设计：学习常见自动控制系统的设计方法，如PID控制、模糊控制等，并能应用于实际工程。

3.自动化仪表和传感器：了解自动化仪表和传感器的基本原理，掌握其选用、安装和调试方法。

4.自动化领域的发展动态：关注自动化领域的最新研究成果和技术发展趋势。

三、教学方法为了提高教学效果，本课程采用多种教学方法相结合的方式，包括：1.讲授法：系统地传授自动化专业知识，帮助学生建立完整的知识体系。

2.讨论法：学生针对实际问题进行讨论，培养学生的思考和解决问题的能力。

3.案例分析法：通过分析典型案例，使学生更好地理解自动化原理和方法。

4.实验法：动手实践，培养学生的实际操作能力和创新能力。

四、教学资源本课程的教学资源包括：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统的学习资料。

2.参考书：提供丰富的参考资料，帮助学生拓展知识面。

3.多媒体资料：制作精美的课件，提高课堂教学效果。

4.实验设备：为学生提供充足的实验设备，确保实验教学的顺利进行。

3uplc单轴运动控制系统课程设计报告篇一：摘要：本课程设计报告旨在设计一个基于3uplc单轴运动控制系统的控制方案。

首先，对3uplc单轴运动控制系统的结构和原理进行介绍，包括系统的硬件和软件组成。

然后，详细讨论了系统的控制策略和算法，包括位置控制、速度控制和力控制。

接着，进行了系统的建模和参数调整，以实现良好的控制性能。

最后，通过实验验证了所设计的控制方案的有效性和稳定性。

1. 引言3uplc单轴运动控制系统是一种常用的工业自动化控制系统，广泛应用于机械加工、装配线和物流等领域。

该系统主要由运动控制器、执行器和传感器组成，通过对执行器的控制，实现对物体的精确位置、速度和力的控制。

在本课程设计中，我们将针对该系统进行控制方案设计和优化。

2. 3uplc单轴运动控制系统结构和原理2.1 系统硬件组成3uplc单轴运动控制系统的硬件主要包括运动控制器、执行器和传感器。

运动控制器是系统的核心部件，负责接收和处理控制信号，并将其转化为执行器的动作。

执行器是用于实现机械运动的装置，例如电机和液压缸。

传感器用于对系统的运动状态进行监测和反馈，例如位置传感器和力传感器。

2.2 系统软件组成3uplc单轴运动控制系统的软件主要包括控制算法和用户界面。

控制算法是实现对系统运动的控制策略和方法，例如PID控制算法和模糊控制算法。

用户界面是系统与操作员进行交互和设置的接口，通常采用触摸屏或计算机软件。

3. 控制策略和算法3.1 位置控制位置控制是3uplc单轴运动控制系统最基本的控制功能，其目标是使执行器到达预设的目标位置。

常用的控制算法包括PID控制算法和模糊控制算法。

在本设计中，我们将选择合适的控制算法，并进行参数调整和优化。

3.2 速度控制速度控制是控制系统中的另一个重要功能，其目标是使执行器以预设的速度进行运动。

常用的控制算法包括PID控制算法和模糊控制算法。

在本设计中，我们将选择合适的控制算法，并进行参数调整和优化。