自控课程设计报告--直流电动机转速自动控制系统设计

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1、自动控制原理课程设计任务书自动控制原理课程设计任务书 一、一、 目的要求目的要求 1. 目的目的 1. 加深对自动控制原理中的一些基本概念的理解； 2. 掌握被控广义对象数学模型试验测试和辨识的方法； 3. 掌握闭环系统稳定性、稳态误差和动态响应质量的分析、计算和校正方法； 4. 经过对广义对象特性测试和闭环系统运行调试试验，提高实验动手能力； 5. 经过 MATLAB、Simulink 仿真计算，提高编程、仿真和计算能力。 2. 要求要求 1. 认真对待课程设计，集中全部精力，抓紧两周时间，圆满完成课程设计任务； 2. 认真听老师讲授课程设计，并做好笔记，消化内容，掌握自动控制系统一般 的设

2、计步骤和方法； 3. 学会用 MATLAB/Simulink 仿真计算方法，设计自动控制系统； 4. 认真做好测试和运行调试试验，仔细记录数据，分析实验结果； 5. 按规定认真写好课程设计报告。 二、二、 设计题目设计题目 直流电动机转速自动控制系统设计 三、三、 质量指标要求质量指标要求 1. 给定转速：2000 转/分 2. 稳态误差：理论上0 ss e，实际系统稳态误差，为给定转速值的 0 00 5 3. 动态质量指标： 超调量： %5 % 调节时间：0.5 s ts 四、四、 完成时间：完成时间：2 周 80 学时 课程设计报告正文（提纲）课程设计报告正文（提纲） 第一章第一章 直流电

3、动机转速自动控制系统的组成原理直流电动机转速自动控制系统的组成原理 1.1 广义对象组成广义对象组成 1.1.1 被控制对象直流电动机工作原理和被控制量被控制对象直流电动机工作原理和被控制量 1.1.2 功率放大器电路及工作原理功率放大器电路及工作原理 1.1.3 测速装置组成及工作原理测速装置组成及工作原理 1.2 广义对象数学模型的建立广义对象数学模型的建立 1.2.1 广义对象时间响应特性的测试广义对象时间响应特性的测试 1.2.1.1 测试实验原理图测试实验原理图 1.2.1.2 测试过程与方法测试过程与方法 1.2.1.3 测试结果曲线测试结果曲线 1.2.2 数学模型辨识数学模型辨

4、识 1.2.2.1 辨识方法选择辨识方法选择 1.2.2.2 辨识结果：开环传递函数辨识结果：开环传递函数 第二章第二章 转速控制系统的理论分析与计算转速控制系统的理论分析与计算 2.1 未校正闭环控制系统的结构图未校正闭环控制系统的结构图 2.2 未校正系统的稳定性分析未校正系统的稳定性分析 2.3 系统稳态误差计算系统稳态误差计算 2.4 系统动态质量指标计算系统动态质量指标计算 2.4.1 用闭环零、极点分布计算用闭环零、极点分布计算%，ts 2.4.2 用开环用开环 L(w)、(c)、c 表计算表计算%，ts 2.5 计算结果说明（应加校正装置）计算结果说明（应加校正装置） 第三章第三

5、章 转速控制系统校正转速控制系统校正 3.1 校正方式的比较与选择校正方式的比较与选择 3.2 用用 Bode 图选择串联校正装置结构和参数图选择串联校正装置结构和参数 第四章第四章 用用 MATLAB/Simulink 仿真设计转速控制系仿真设计转速控制系 统统 4.1 未加校正装置的转速控制系统的仿真分析计算未加校正装置的转速控制系统的仿真分析计算 4.1.1 用用 MATLAB 程序程序 4.1.2 用用 simulink 仿真仿真 4.2 加串联校正装置时转速控制系统设计加串联校正装置时转速控制系统设计 4.2.1 用用 simulink 仿真图仿真图 4.3 确定所选校正装置的结构和

6、参数确定所选校正装置的结构和参数 第五章第五章 转速控制系统的校正装置实现和系统运行调转速控制系统的校正装置实现和系统运行调 试试 5.1 用模拟电路实现校正装置用模拟电路实现校正装置(如图如图 5.1 所示所示) 5.2 数字校正装置数字校正装置 5.2.1 校正装置的差分方程校正装置的差分方程 5.2.2 选择选择 Kp、Ki（或（或 Kp、Ti）不同值组合调试、运行）不同值组合调试、运行 第六章第六章 结束语结束语 6.1 课程设计的收获课程设计的收获和体会和体会 6.2 建议建议 第一章第一章 直流电动机转速自动控制系统的组成原理直流电动机转速自动控制系统的组成原理 1.11.1 广义对象组成广义对象组成 1.1.1 被控制对象直流电动机工作原理和被控制量被控制对象直流电动机工作原理和被控制量 被控对象：电动机 被控量：电动机的转速 直流电动机的原理基于电磁感应定律， 即：运动导体切割磁力线，在导体中产生切割电 势；或者说匝线链线圈的磁通发生变化，在线全 中产生感应电势。 N 极下到导体中的电流流出纸面，用表示 S 极下到