自動控制原理課程設(shè)計(jì)題目(1)

1、自動控制原理課程設(shè)計(jì)題目及要求一、單位負(fù)反饋隨動系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為1、畫出未校正系統(tǒng)的Bode圖，分析系統(tǒng)是否穩(wěn)定2、畫出未校正系統(tǒng)的根軌跡圖，分析閉環(huán)系統(tǒng)是否穩(wěn)定。3、設(shè)計(jì)系統(tǒng)的串聯(lián)校正裝置，使系統(tǒng)達(dá)到下列指標(biāo)（1）靜態(tài)速度誤差系數(shù)Kv100s-1；（2）相位裕量30（3）幅頻特性曲線中穿越頻率c45rad/s。4、給出校正裝置的傳遞函數(shù)。5、分別畫出校正前，校正后和校正裝置的幅頻特性圖。計(jì)算校正后系統(tǒng)的穿越頻率c、相位裕量、相角穿越頻率g和幅值裕量Kg。6、分別畫出系統(tǒng)校正前、后的開環(huán)系統(tǒng)的奈奎斯特圖，并進(jìn)行分析。7、應(yīng)用所學(xué)的知識分析校正器對系統(tǒng)性能的影響（自由發(fā)揮）。二、設(shè)單位負(fù)反饋

2、隨動系統(tǒng)固有部分的傳遞函數(shù)為1、畫出未校正系統(tǒng)的Bode圖，分析系統(tǒng)是否穩(wěn)定。2、畫出未校正系統(tǒng)的根軌跡圖，分析閉環(huán)系統(tǒng)是否穩(wěn)定。3、設(shè)計(jì)系統(tǒng)的串聯(lián)校正裝置，使系統(tǒng)達(dá)到下列指標(biāo)：（1）靜態(tài)速度誤差系數(shù)Kv5s-1；（2）相位裕量40（3）幅值裕量Kg10dB。4、給出校正裝置的傳遞函數(shù)。5、分別畫出校正前，校正后和校正裝置的幅頻特性圖。計(jì)算校正后系統(tǒng)的穿越頻率c、相位裕量、相角穿越頻率g和幅值裕量Kg。6、分別畫出系統(tǒng)校正前、后的開環(huán)系統(tǒng)的奈奎斯特圖，并進(jìn)行分析。7、應(yīng)用所學(xué)的知識分析校正器對系統(tǒng)性能的影響（自由發(fā)揮）。三、設(shè)單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 1、畫出未校正系統(tǒng)的根軌跡圖，分析系

3、統(tǒng)是否穩(wěn)定。2、設(shè)計(jì)系統(tǒng)的串聯(lián)校正裝置，要求校正后的系統(tǒng)滿足指標(biāo)：閉環(huán)系統(tǒng)主導(dǎo)極點(diǎn)滿足n4rad/s和0.5。3、給出校正裝置的傳遞函數(shù)。4、分別畫出校正前，校正后和校正裝置的幅頻特性圖。計(jì)算校正后系統(tǒng)的穿越頻率c、相位裕量、相角穿越頻率g和幅值裕量Kg。5、分別畫出系統(tǒng)校正前、后的開環(huán)系統(tǒng)的奈奎斯特圖，并進(jìn)行分析。6、應(yīng)用所學(xué)的知識分析校正器對系統(tǒng)性能的影響（自由發(fā)揮）。四、設(shè)單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 1、畫出未校正系統(tǒng)的根軌跡圖，分析系統(tǒng)是否穩(wěn)定。2、設(shè)計(jì)系統(tǒng)的串聯(lián)校正裝置，要求校正后的系統(tǒng)滿足指標(biāo)：（1）靜態(tài)速度誤差系數(shù)Kv5s-1；（2）維持原系統(tǒng)的閉環(huán)主導(dǎo)極點(diǎn)基本不變。3、給出

4、校正裝置的傳遞函數(shù)。4、分別畫出校正前，校正后和校正裝置的幅頻特性圖。計(jì)算校正后系統(tǒng)的穿越頻率c、相位裕量、相角穿越頻率g和幅值裕量Kg。5、分別畫出系統(tǒng)校正前、后的開環(huán)系統(tǒng)的奈奎斯特圖，并進(jìn)行分析。6、應(yīng)用所學(xué)的知識分析校正器對系統(tǒng)性能的影響（自由發(fā)揮）。五、單位負(fù)反饋隨動系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為1、畫出未校正系統(tǒng)的Bode圖，分析系統(tǒng)是否穩(wěn)定2、畫出未校正系統(tǒng)的根軌跡圖，分析閉環(huán)系統(tǒng)是否穩(wěn)定。3、設(shè)計(jì)系統(tǒng)的串聯(lián)校正裝置，使系統(tǒng)達(dá)到下列指標(biāo)（1）靜態(tài)速度誤差系數(shù)Kv4s-1；（2）相位裕量40（3）幅值裕量Kg12dB。4、給出校正裝置的傳遞函數(shù)。5、分別畫出校正前，校正后和校正裝置的幅頻特性圖

5、。計(jì)算校正后系統(tǒng)的穿越頻率c、相位裕量、相角穿越頻率g和幅值裕量Kg。6、分別畫出系統(tǒng)校正前、后的開環(huán)系統(tǒng)的奈奎斯特圖，并進(jìn)行分析。7、應(yīng)用所學(xué)的知識分析校正器對系統(tǒng)性能的影響（自由發(fā)揮）。六、單位負(fù)反饋隨動系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為1、畫出未校正系統(tǒng)的Bode圖，分析系統(tǒng)是否穩(wěn)定2、畫出未校正系統(tǒng)的根軌跡圖，分析閉環(huán)系統(tǒng)是否穩(wěn)定。3、設(shè)計(jì)系統(tǒng)的串聯(lián)滯后超前校正裝置，使系統(tǒng)達(dá)到下列指標(biāo)（1）靜態(tài)速度誤差系數(shù)Kv100s-1；（2）相位裕量40（3）幅頻特性曲線中穿越頻率c20rad/s。4、給出校正裝置的傳遞函數(shù)。5、分別畫出校正前，校正后和校正裝置的幅頻特性圖。計(jì)算校正后系統(tǒng)的穿越頻率c、相位裕量

6、、相角穿越頻率g和幅值裕量Kg。6、分別畫出系統(tǒng)校正前、后的開環(huán)系統(tǒng)的奈奎斯特圖，并進(jìn)行分析。7、應(yīng)用所學(xué)的知識分析校正器對系統(tǒng)性能的影響（自由發(fā)揮）。七、已知串聯(lián)校正單位負(fù)反饋系統(tǒng)的對象和校正裝置的傳遞函數(shù)分別為 ， 校正裝置在零點(diǎn)和極點(diǎn)可取如下數(shù)值：（1），；（2），；（3），。若保證閉環(huán)主導(dǎo)極點(diǎn)滿足0.45，試分別對三種情況設(shè)計(jì)Kc，并比較它們的閉環(huán)極點(diǎn)位置、靜態(tài)速度誤差系數(shù)和時(shí)間響應(yīng)快速性。1、畫出未校正系統(tǒng)的根軌跡圖，分析系統(tǒng)是否穩(wěn)定。2、分別對三種情況設(shè)計(jì)Kc，使校正后的系統(tǒng)滿足指標(biāo)：閉環(huán)系統(tǒng)主導(dǎo)極點(diǎn)滿足0.45。3、分別畫出校正前，校正后和校正裝置的幅頻特性圖和根軌跡示意圖。4、

7、分別畫出系統(tǒng)校正前、后的開環(huán)系統(tǒng)的奈奎斯特圖，并進(jìn)行分析。5、應(yīng)用所學(xué)的知識分析校正器對系統(tǒng)性能的影響（自由發(fā)揮）。八、設(shè)單位負(fù)反饋隨動系統(tǒng)固有部分的傳遞函數(shù)為1、畫出未校正系統(tǒng)的Bode圖，分析系統(tǒng)是否穩(wěn)定。2、畫出未校正系統(tǒng)的根軌跡圖，分析閉環(huán)系統(tǒng)是否穩(wěn)定。3、設(shè)計(jì)系統(tǒng)的串聯(lián)校正裝置，使系統(tǒng)達(dá)到下列指標(biāo)：（1）靜態(tài)速度誤差系數(shù)Kv20s-1；（2）相位裕量50（3）幅值裕量Kg10dB。4、給出校正裝置的傳遞函數(shù)。5、分別畫出校正前，校正后和校正裝置的幅頻特性圖。計(jì)算校正后系統(tǒng)的穿越頻率c、相位裕量、相角穿越頻率g和幅值裕量Kg。6、分別畫出系統(tǒng)校正前、后的開環(huán)系統(tǒng)的奈奎斯特圖，并進(jìn)行分析

8、。7、應(yīng)用所學(xué)的知識分析校正器對系統(tǒng)性能的影響（自由發(fā)揮）。九、設(shè)單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 1、畫出未校正系統(tǒng)的根軌跡圖，分析系統(tǒng)是否穩(wěn)定。2、設(shè)計(jì)系統(tǒng)的串聯(lián)校正裝置，要求校正后的系統(tǒng)滿足指標(biāo)：（1）靜態(tài)速度誤差系數(shù)Kv50s-1；（2）閉環(huán)主導(dǎo)極點(diǎn)滿足n5rad/s和0.5。3、給出校正裝置的傳遞函數(shù)。4、分別畫出校正前，校正后和校正裝置的幅頻特性圖。計(jì)算校正后系統(tǒng)的穿越頻率c、相位裕量、相角穿越頻率g和幅值裕量Kg。5、分別畫出系統(tǒng)校正前、后的開環(huán)系統(tǒng)的奈奎斯特圖，并進(jìn)行分析。6、應(yīng)用所學(xué)的知識分析校正器對系統(tǒng)性能的影響（自由發(fā)揮）。自動控制原理課程設(shè)計(jì)題目（08050541X）十、

9、單位負(fù)反饋隨動系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為（ksm1）1、畫出未校正系統(tǒng)的Bode圖，分析系統(tǒng)是否穩(wěn)定2、畫出未校正系統(tǒng)的根軌跡圖，分析閉環(huán)系統(tǒng)是否穩(wěn)定。3、設(shè)計(jì)系統(tǒng)的校正裝置，使系統(tǒng)達(dá)到下列指標(biāo)（1）在單位斜坡信號作用下，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差0.001（2）超調(diào)量Mp30%，調(diào)節(jié)時(shí)間Ts45, 幅值定裕度Gm20。4、分別畫出校正前，校正后和校正裝置的幅頻特性圖。5、給出校正裝置的傳遞函數(shù)。計(jì)算校正后系統(tǒng)的剪切頻率Wcp和-p穿頻率Wcg。6、分別畫出系統(tǒng)校正前、后的開環(huán)系統(tǒng)的奈奎斯特圖，并進(jìn)行分析。7、在SIMULINK中建立系統(tǒng)的仿真模型，在前向通道中分別接入飽和非線性環(huán)節(jié)和回環(huán)非線性環(huán)節(jié)，觀察分析非

10、線性環(huán)節(jié)對系統(tǒng)性能的影響。8、應(yīng)用所學(xué)的知識分析校正器對系統(tǒng)性能的影響（自由發(fā)揮）。十一、設(shè)單位反饋隨動系統(tǒng)固有部分的傳遞函數(shù)為（ksm2）1、畫出未校正系統(tǒng)的Bode圖，分析系統(tǒng)是否穩(wěn)定。2、畫出未校正系統(tǒng)的根軌跡圖，分析閉環(huán)系統(tǒng)是否穩(wěn)定。3、設(shè)計(jì)系統(tǒng)的校正裝置，使系統(tǒng)達(dá)到下列指標(biāo)：（1）在單位斜坡信號作用下，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)Kv=500（2）超調(diào)量Mp55%，調(diào)節(jié)時(shí)間Ts20, 幅值定裕度Gm30。4、分別畫出校正前，校正后和校正裝置的幅頻特性圖。5、給出校正裝置的傳遞函數(shù)。計(jì)算校正后系統(tǒng)的剪切頻率Wcp和-p穿頻率Wcg。7、在SIMULINK中建立系統(tǒng)的仿真模型，在前向通道中分別接入

11、飽和非線性環(huán)節(jié)和回環(huán)非線性環(huán)節(jié)，觀察分析非線性環(huán)節(jié)對系統(tǒng)性能的影響。8、應(yīng)用所學(xué)的知識分析校正器對系統(tǒng)性能的影響（自由發(fā)揮）。十二、一個(gè)位置隨動系統(tǒng)如圖所示（ksm3）位置隨動系統(tǒng)R(s)G1(s)C(s)G2(s)G3(s)G4(s)其中，自整角機(jī)、相敏放大，可控硅功率放大，執(zhí)行電機(jī)，減速器。1、畫出未校正系統(tǒng)的Bode圖，分析系統(tǒng)是否穩(wěn)定。2、畫出未校正系統(tǒng)的根軌跡圖，分析閉環(huán)系統(tǒng)是否穩(wěn)定。3、對系統(tǒng)進(jìn)行超前-滯后串聯(lián)校正。要求校正后的系統(tǒng)滿足指標(biāo)：（1）幅值穩(wěn)定裕度Gm18，相角穩(wěn)定裕度Pm35 （2）系統(tǒng)對階躍響應(yīng)的超調(diào)量Mp36%，調(diào)節(jié)時(shí)間Ts 0.3秒。（3）系統(tǒng)的跟蹤誤差Es0.

12、002。4、計(jì)算校正后系統(tǒng)的剪切頻率Wcp和-p穿頻率Wcs5、給出校正裝置的傳遞函數(shù)。7、在SIMULINK中建立系統(tǒng)的仿真模型，在前向通道中分別接入飽和非線性環(huán)節(jié)和回環(huán)非線性環(huán)節(jié)，觀察分析非線性環(huán)節(jié)對系統(tǒng)性能的影響。8、應(yīng)用所學(xué)的知識分析校正器對系統(tǒng)性能的影響（自由發(fā)揮）。十三、單位負(fù)反饋隨動系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為（ksm4）1、畫出未校正系統(tǒng)的Bode圖，分析系統(tǒng)是否穩(wěn)定。2、畫出未校正系統(tǒng)的根軌跡圖，分析閉環(huán)系統(tǒng)是否穩(wěn)定。3、設(shè)計(jì)一個(gè)調(diào)節(jié)器進(jìn)行串聯(lián)校正。要求校正后的系統(tǒng)滿足指標(biāo)：（1）在單位斜坡信號作用下，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差0.01（2）超調(diào)量Mp15%，調(diào)節(jié)時(shí)間Ts20，相角穩(wěn)定裕度Pm4

13、5 4、計(jì)算校正后系統(tǒng)的剪切頻率Wcp和-p穿頻率Wcg。5、給出校正裝置的傳遞函數(shù)。7、在SIMULINK中建立系統(tǒng)的仿真模型，在前向通道中分別接入飽和非線性環(huán)節(jié)和回環(huán)非線性環(huán)節(jié)，觀察分析非線性環(huán)節(jié)對系統(tǒng)性能的影響。8、應(yīng)用所學(xué)的知識分析校正器對系統(tǒng)性能的影響（自由發(fā)揮）。十四、（9題）教材P320：6-24；6-25；6-26；P309：例6-7；6-8；6-9；P278：例6-1；6-2；6-3；十五、單位負(fù)反饋隨動系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為（ksm5）1、畫出未校正系統(tǒng)的Bode圖，分析系統(tǒng)是否穩(wěn)定。2、畫出未校正系統(tǒng)的根軌跡圖，分析閉環(huán)系統(tǒng)是否穩(wěn)定。3、對系統(tǒng)進(jìn)行串聯(lián)校正。要求校正后的系統(tǒng)

14、滿足指標(biāo)：（1）在單位斜坡信號作用下，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差10%（2）超調(diào)量Mp20%，調(diào)節(jié)時(shí)間Ts20，相角穩(wěn)定裕度Pm45 4、計(jì)算校正后系統(tǒng)的剪切頻率Wcp和-p穿頻率Wcg。5、給出校正裝置的傳遞函數(shù)。7、在SIMULINK中建立系統(tǒng)的仿真模型，在前向通道中分別接入飽和非線性環(huán)節(jié)和回環(huán)非線性環(huán)節(jié)，觀察分析非線性環(huán)節(jié)對系統(tǒng)性能的影響。8、應(yīng)用所學(xué)的知識分析校正器對系統(tǒng)性能的影響（自由發(fā)揮）。十六、一個(gè)位置隨動系統(tǒng)如圖所示（ksm6）位置隨動系統(tǒng)R(s)G1(s)C(s)G2(s)G3(s)G4(s)G5(s)其中，自整角機(jī)、相敏放大，可控硅功率放大，執(zhí)行電機(jī)，拖動系統(tǒng)，減速器。1、畫出未校正系

15、統(tǒng)的Bode圖，分析系統(tǒng)是否穩(wěn)定。2、對系統(tǒng)進(jìn)行串聯(lián)校正，要求校正后的系統(tǒng)滿足指標(biāo)：（1）在單位斜坡信號輸入下，系統(tǒng)的速度誤差系數(shù)Kv=600s-1（2）相角穩(wěn)定裕度Pm40 , 幅值穩(wěn)定裕度Gm15。（3）系統(tǒng)對階躍響應(yīng)的超調(diào)量Mp 45 , 幅值穩(wěn)定裕度Gm12。（3）系統(tǒng)對階躍響應(yīng)的超調(diào)量Mp 25%,系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時(shí)間Ts35 , 幅值穩(wěn)定裕度Gm12。（3）超調(diào)量Mp25%，調(diào)節(jié)時(shí)間Ts7秒。3、分別畫出校正前，校正后和校正裝置的幅頻特性圖。4、給出校正裝置的傳遞函數(shù)，。5、分別畫出系統(tǒng)校正前、后的開環(huán)系統(tǒng)的奈奎斯特圖，并進(jìn)行分析。7、在SIMULINK中建立系統(tǒng)的仿真模型，在前向通道中

16、分別接入飽和非線性環(huán)節(jié)和回環(huán)非線性環(huán)節(jié)，觀察分析非線性環(huán)節(jié)對系統(tǒng)性能的影響。8、應(yīng)用所學(xué)的知識分析校正器對系統(tǒng)性能的影響（自由發(fā)揮）。十九、設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 （ksm9）1、畫出未校正系統(tǒng)的根軌跡圖，分析系統(tǒng)是否穩(wěn)定。2、對系統(tǒng)進(jìn)行串聯(lián)校正，要求校正后的系統(tǒng)滿足指標(biāo)：（1）在單位斜坡輸入下，穩(wěn)態(tài)速度誤差40 , 幅值穩(wěn)定裕度Gm15。（3）在階躍信號作用下，系統(tǒng)超調(diào)量Mp30%，調(diào)節(jié)時(shí)間Ts40 , 幅值穩(wěn)定裕度Gm13。（2）在階躍信號作用下，系統(tǒng)超調(diào)量Mp25%，調(diào)節(jié)時(shí)間Ts50 ，幅值穩(wěn)定裕度Gm15。（3）超調(diào)量Mp15%，調(diào)節(jié)時(shí)間Ts60 ，幅值穩(wěn)定裕度Gm20。（2）

17、超調(diào)量Mp20%，調(diào)節(jié)時(shí)間Ts0.7秒。3、分別畫出校正前，校正后和校正裝置的幅頻特性圖。4、給出校正裝置的傳遞函數(shù)，。5、分別畫出系統(tǒng)校正前、后的開環(huán)系統(tǒng)的奈奎斯特圖，并進(jìn)行分析。6、在SIMULINK中建立系統(tǒng)的仿真模型，在前向通道中分別接入飽和非線性環(huán)節(jié)和回環(huán)非線性環(huán)節(jié)，觀察分析非線性環(huán)節(jié)對系統(tǒng)性能的影響。7、應(yīng)用所學(xué)的知識分析校正器對系統(tǒng)性能的影響（自由發(fā)揮）。二十三、設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 1、畫出未校正系統(tǒng)的根軌跡圖，分析系統(tǒng)是否穩(wěn)定。2、對系統(tǒng)進(jìn)行串聯(lián)校正，要求校正后的系統(tǒng)滿足指標(biāo)：（1）在單位斜坡輸入下，穩(wěn)態(tài)速度誤差80 , 幅值穩(wěn)定裕度Gm25。（3）在階躍信號作用下

18、，系統(tǒng)超調(diào)量Mp15%，調(diào)節(jié)時(shí)間Ts j。寫出。，寫出。確定m和n。m = u = 0；n = v j +q = 2；確定和。，確定和。，確定(z)。求解、。并繪制波形進(jìn)行驗(yàn)證與分析。； 29、設(shè)有限拍系統(tǒng)如圖所示，采樣周期T=1s，試針對單位速度輸入函數(shù)設(shè)計(jì)有限拍無波紋系統(tǒng)，并畫出數(shù)字控制器和系統(tǒng)輸出波形。解：該系統(tǒng)為一階系統(tǒng)，能夠跟蹤單位速度輸入信號。求(z)。s。w =1，v =1 ，j = 1。對于單位速度信號，q =2，所以，q j。寫出。，寫出。確定m和n。m = w = 1；n = v j +q = 2；確定和。 比較同類項(xiàng)的系數(shù)：，確定和。，確定(z)。求解、。并繪制波形進(jìn)行驗(yàn)證與分析。； 30、設(shè)有限拍系統(tǒng)如圖所示，試設(shè)計(jì)在單位階躍響應(yīng)輸入作用下，采樣周期T=1s時(shí)的有限拍無波紋D(z)，并計(jì)算輸出響應(yīng)y(k)，控制信號u(k)和誤差e(k)，畫出它們對時(shí)間的變化波形。其中：， 。解： 化為標(biāo)準(zhǔn)形式。 w = 1，j = 1 , v=1。 輸入信號為單位階躍信號 ，q = 1，且有q = j。 寫出。 其中， 寫出。 其中， 確定m、n，最高次數(shù)。 確定F1(z)和F2(