自动控制原理课程设计---温度控制系统的分析与校正

1、 课课 程程 设设 计计 题题 目目 温度控制系统的分析与校正温度控制系统的分析与校正 学学 院院 自动化学院自动化学院 专专 业业 自动化自动化 班班 级级 姓姓 名名 指导教师指导教师 2012 年 1 月 2 日 课程设计任务书课程设计任务书 学生姓名：学生姓名： 专业班级：专业班级： 指导教师：指导教师： 工作单位：工作单位： 自动化学院自动化学院 题题 目目: : 温度控制系统的分析与校正温度控制系统的分析与校正 初始条件：初始条件：某温箱的开环传递函数为 2 ( ) (51) s p e Gs ss 要求完成的主要任务要求完成的主要任务: : （包括课程设计工作量及其技术要求，以及

2、说明书撰写等 具体要求） 1、 试用 Matlab 绘制其波特图和奈奎斯特图，计算相角裕度和幅值裕度； 2、 试设计超前校正装置，使系统的相角裕度增加 10 度； 3、 用 Matlab 对校正后的系统进行仿真，画出阶跃响应曲线。 时间安排：时间安排： 任务 时间（天） 审题、查阅相关资料 1.5 分析、计算 2.5 编写程序 2.5 撰写报告 1 论文答辩 0.5 指导教师签名：指导教师签名： 年年 月月 日日 系主任（或责任教师）签名：系主任（或责任教师）签名： 年年 月月 日日 10 目 录 引 言 1 1 系统开环传递函数分析. 2 1.1 比例环节-1 2 1.2 积分环节-1/S

3、. 2 1.3 惯性环节-1/(5s+1). 3 1.4 延迟环节-e-2s . 3 1.5 开环传递函数-Gp(s) 3 2 利用 Matlab 分析传递函数 4 2.1 绘制波特图 . 4 2.2 绘制奈奎斯特图 . 6 2.3 计算相角裕度 . 7 2.4 计算幅值裕度 . 7 3 设计超前校正装置 . 8 3.1 无源超前校正装置 . 8 3.2 确定校正函数 . 9 3.2.1 估算校正函数 9 3.2.2 检验相角裕度 9 3.2.3 增大补偿角后确定校正函数 10 3.3 校正装置参数设置 . 12 4 校正后系统的仿真以及其阶跃响应曲线 13 4.1 仿真校正后的系统 . 13

4、 4.2 阶跃响应曲线的绘制 . 13 结束语 .15 参考文献16 1 引 言 本次课程设计要求运用所学的理论知识去分析并设计校正温度控制系统的开环传递函 数,并通过软件 Matlab 辅助设计。 自动控制原理如今已经运用到我们的各个领域了，如温度控制、气压控制、水位控制、 航天控制等等，通过自动控制原理的运用极大的改变着我们的生活，使我们的生活变得简 单而又丰富多样。而此次课程设计要求我们利用自动控制原理相关知识以及 Matlab 软件， 并通过查阅相关资料来分析并校正一个温箱的开环传递函数。这不仅要求我们学好书本上 的知识，还要求我们能够灵活的运用所学的理论知识，将理论知识与实践相结合，通过使 用功能强大的软件 Matlab 分析并协助解决相关问题。