自動控制原理課程設(shè)計題目(1)

1、自動控制原理課程設(shè)計題目及要求一、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)K2100s-i；v(2) 相位裕量Y三30°(3) 幅頻特性曲線中穿越頻率s245rad/s。c4、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。計算校正后系統(tǒng)的穿越頻率s、相位裕量Y、相角穿越c頻率s和幅值裕量Kogg6、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

2、影響(自由發(fā)揮)二、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)K25s-i；v(2) 相位裕量丫三40°(3) 幅值裕量K210dB。g4、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。計算校正后系統(tǒng)的穿越頻率s、相位裕量丫、相角穿越c頻率s和幅值裕量Kogg6、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)。4三、設(shè)單

3、位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=ks(s+2)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s=4rad/s和2=0.5。n3、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。計算校正后系統(tǒng)的穿越頻率s、相位裕量Y、相角穿越頻率sg和幅值裕量Kgo5、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Gk1*(s)=1.06s(s+1)(s+2)5、分別畫出系統(tǒng)校正前、后的開環(huán)系統(tǒng)的奈奎

4、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)K24s-i；v(2) 相位裕量丫三40°(3) 幅值裕量K212dB。g4、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。計算校正后系統(tǒng)的穿越頻率s、相位裕量Y、相角穿越c頻率s和幅值裕量KOgg6、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

5、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)K2100s-i；v(2) 相位裕量丫三40°(3) 幅頻特性曲線中穿越頻率s=20rad/s。c4、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。計算校正后系統(tǒng)的穿越頻率s、相位裕量丫、相角穿越c頻率s和幅值裕量KOgg6、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

6、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GKs(s+1)(s+5)s+zcs+pc校正裝置在零點(diǎn)和極點(diǎn)可取如下數(shù)值：(1)z=-0.75，-p=1.5；(2)-z=一1，P=一10；(3)cccc一z=-1.5，一p=一15。若保證閉環(huán)主導(dǎo)極點(diǎn)滿足2=0.45，試分別對三種情況設(shè)計Kc,并比較它們的閉環(huán)cc極點(diǎn)位置、靜態(tài)速度誤差系數(shù)和時間響應(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2=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

7、示意圖。4、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)K=20s-1；v(2) 相位裕量y±50°(3) 幅值裕量K三10dB。g4、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。計算校正后系統(tǒng)的穿越頻率s、相位裕量Y、相角穿越c頻率s和幅值裕量KOgg6、分

8、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。4s(s+0.5)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Gk(s)=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)K=50s-i；v(2) 閉環(huán)主導(dǎo)極點(diǎn)滿足s=5rad/s和2=0.5。n3、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。計算校正后系統(tǒng)的穿越頻率s、相位裕量Y、相角穿越頻率sg和幅值裕量Kgo5、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

9、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)計題目(08050541X)十、單位負(fù)反饋隨動系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為(ksmi)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Mp<30%，調(diào)節(jié)時間Ts0.05秒。(3) 相角穩(wěn)定裕度在Pm45°，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)。計算校正后系統(tǒng)的剪切頻率Wcp和?穿頻率Wcgo6、

10、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Mp<55%，調(diào)節(jié)時間Ts0.5秒。(3) 相角穩(wěn)定裕度在Pm20&#

11、176;，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)。計算校正后系統(tǒng)的剪切頻率Wcp和?穿頻率Wcgo7、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)。十二、一個位置隨動系統(tǒng)如圖所示(ksm3)其中，自整角機(jī)、相敏放大G(s)=，可控硅功率放大G(s)=，執(zhí)行電機(jī)10.007s+120.00167s+1G3-0.0063s2+0.9s+1'1、畫出未校正系統(tǒng)的Bode圖,0.1減速器G(s)=。

12、4s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Pm35o(2) 系統(tǒng)對階躍響應(yīng)的超調(diào)量Mp36%，調(diào)節(jié)時間Ts0.3秒。(3) 系統(tǒng)的跟蹤誤差Es0.002。4、計算校正后系統(tǒng)的剪切頻率Wcp和?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(k

13、sm4)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)計一個調(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)時間Ts<3秒(3) 幅值穩(wěn)定裕度Gm20,相角穩(wěn)定裕度Pm>45o4、計算校正后系統(tǒng)的剪切頻率Wcp和?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

14、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)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Mp<20%，調(diào)節(jié)時間Ts0.6秒。(3) 幅值穩(wěn)定裕度Gm20,相角穩(wěn)定裕度Pm>45o4、計算校正后系統(tǒng)的剪切頻率Wcp和?穿頻率Wcg。5、給出校正裝置的傳遞函數(shù)。7、在SIM

15、ULINK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、一個位置隨動系統(tǒng)如圖所示(ksm6)R(s)C(s)*G/s)G5(s)G4(s)G2(s)G3(s)位置隨動系統(tǒng)十八、設(shè)單位反饋系統(tǒng)被控對象的開環(huán)傳遞函數(shù)為G0(s)=1s(0.1s+1)(0.2s+1)ksm8)40125x5其中，自整角機(jī)、相敏放大G(s)=，可控硅功率放大G(s)=，執(zhí)行電機(jī)10.007s+1畫出未校正系統(tǒng)的根軌跡圖，分析系統(tǒng)是否穩(wěn)定。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)

16、在單位斜坡信號輸入下，系統(tǒng)的速度誤差系數(shù)=10。(2) 相角穩(wěn)定裕度Pm45o,幅值穩(wěn)定裕度Gm12。(3) 系統(tǒng)對階躍響應(yīng)的超調(diào)量Mp25%，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時間Ts15s分別畫出校正前，校正后和校正裝置的幅頻特性圖。0.00167s+1小/、23.98、1-/、0.1G(s)=，拖動系統(tǒng)G(s)=，減速器G(s)=。30.007s+1給出校正裝置的傳遞函數(shù)。計算校正后系統(tǒng)的剪切頻率Wcp和?穿頻率Wcg。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)，觀察分析非線性環(huán)節(jié)對系統(tǒng)性能的影響。應(yīng)用

17、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)。0.9s+15s1、畫出未校正系統(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-i(2) 相角穩(wěn)定裕度Pm40o,幅值穩(wěn)定裕度Gm15。(3) 系統(tǒng)對階躍響應(yīng)的超調(diào)量Mp35%3、計算校正后系統(tǒng)的剪切頻率Wcp和?穿頻率Wcg。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。

18、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)。K十七、設(shè)單位反饋系統(tǒng)被控對象的傳遞函數(shù)為G0(s)二s(s+1)0s+2)(ksm7)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) 靜態(tài)速度誤差系數(shù)Kv=30(2) 相角穩(wěn)定裕度Pm>35o,幅值穩(wěn)定裕度Gm12。(3) 超調(diào)量Mp25%，調(diào)節(jié)時間Ts<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。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

19、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Go（s）=(s+50)s(s+5)(s+10)(s+20)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1%（靜態(tài)速度誤差系數(shù)Kv=100）。（2）相角穩(wěn)定裕度Pm40o,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)時間Ts1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

20、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、分別畫出系統(tǒng)校正前、后的的根軌跡圖。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）。二十、晶閘管-直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)如圖所示（ksm10）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）相角穩(wěn)定裕度Pm40o,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)時間Ts0.15秒。3、分別畫出校正前，校正后和校正裝置的幅頻

21、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、分別畫出系統(tǒng)校正前、后的的根軌跡圖。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）。K二一、設(shè)單位反饋系統(tǒng)被控對象的開環(huán)傳遞函數(shù)為G（s）=（ksmll）0s（s+1）（0.5s+1）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）靜態(tài)速度誤差系數(shù)Kv=10（2）相角穩(wěn)定裕度Pm>50o，幅值

22、穩(wěn)定裕度Gm15。（3）超調(diào)量Mp15%，調(diào)節(jié)時間Ts<5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）。二十二、設(shè)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖所示(ksml2)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)計系統(tǒng)的反饋校正器H(s),要求校正后的系統(tǒng)滿足指標(biāo)：(1) 相角穩(wěn)定裕度Pm60o，幅值穩(wěn)定裕度G

23、m20。(2) 超調(diào)量Mp20%，調(diào)節(jié)時間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。125(s+80)s(0.1s+l)(0.00167s+l)(s+100)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G0(s)=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)

24、滿足指標(biāo)：(1) 在單位斜坡輸入下，穩(wěn)態(tài)速度誤差1%。(2) 相角穩(wěn)定裕度Pm80o,幅值穩(wěn)定裕度Gm25。(3) 在階躍信號作用下，系統(tǒng)超調(diào)量Mp15%，調(diào)節(jié)時間Ts0.54、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、分別畫出系統(tǒng)校正前、后的的根軌跡圖。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)。24、.已知廣義被控對象:G(s)=1e-Ts1ss(s+1)給定T=1s針對單位斜坡輸入設(shè)計最小拍有紋波

25、控制系統(tǒng)。解：由已知條件，被控對象含有一個積分環(huán)節(jié)，有能力產(chǎn)生單位斜坡響應(yīng)。求廣義對象脈沖傳遞函數(shù)為可以看出，G(z)的零點(diǎn)為-0.718(單位圓內(nèi))、極點(diǎn)為1(單位圓上)、0.368(單位圓內(nèi))，故u=0,v=0(單位圓上除外),m=l。根據(jù)穩(wěn)定性要求，G(z)中z=1的極點(diǎn)應(yīng)包含在的零點(diǎn)中，由于系統(tǒng)針對等速輸入進(jìn)行設(shè)計，故p=2。為滿足準(zhǔn)確性條件另有(z)=(l-z-i)2F(z),顯然準(zhǔn)確性條件中已滿足了穩(wěn)定性要求，于是可設(shè)e1解得1閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)為m、0(z)5.435(1-0.5z-1)(1-0.368z-1)則D(z)二則(z)G(z)e(1z-1)(1+0.718z-1)25、

26、.計算機(jī)控制系統(tǒng)如圖所示，對象的傳遞函數(shù)G(S)=s(05s+1)，采樣周期T=05s，系統(tǒng)輸入為單位速度函數(shù)，試設(shè)計有限拍調(diào)節(jié)器D(z).解：由于r(t)=t,查表得求得的控制器的脈沖傳遞函數(shù)3.已知某連續(xù)控制器的傳遞函數(shù)為試用雙線性變換法求出相應(yīng)的數(shù)字控制器的脈沖傳遞函數(shù)D(z).并給出控制器的差分形式。其中T=ls。解：令控制器的差分形式為1026、單位速度反饋線性離散系統(tǒng)如圖所示，設(shè)被控對象的傳遞函數(shù)為G0(s)=s(01s+1)，采樣周期T=0.1s，試設(shè)計單位速度輸入時最少拍系統(tǒng)的數(shù)字控制器D(z)。答：求G(z)。10(1-z-1)z1s2(0.1s+1)10(1-z-1)1及-

27、1-z-1G-e-10T)z-110(1-z-1e-10Tz-1)將T=0.1s代入上式，得是單位速度輸入，所以選擇數(shù)字控制器為()0(z)5.435(1-0.5z-1)(1-0.368z-1)DZ-G(z)1-(z)=(1-z-1)(1+0.717z-1)27、計算機(jī)控制系統(tǒng)如下圖所示，設(shè)被控對象的傳遞函數(shù)GC(s)=10s(Ts+1)m零階保持器Gh(s)=S已知：T二Tm=°.°25s，試針對等速輸入函數(shù)設(shè)計快速有紋波系統(tǒng)，求數(shù)字控制器的脈沖傳遞函數(shù)D(z)。解：1-e-Ts10ss(Ts+1)m將G(s)展開得代入T=T=0.025sm可以看出，G(z)的零點(diǎn)為-0

28、.7189(單位圓內(nèi))、極點(diǎn)為1(單位圓上)、0.368(單位圓內(nèi))，故u=0,v=l,m=l.根據(jù)穩(wěn)定性要求，G(z)中z=1的極點(diǎn)應(yīng)包含在°e(Z)的零點(diǎn)中，由于系統(tǒng)針對等速輸入進(jìn)行設(shè)計，q=2。為滿足準(zhǔn)確性條件，另有(Z)二(I-Z-1)2，顯然準(zhǔn)確性條件中已ee滿足了穩(wěn)定性要求，于是有J=2解得仏°=-1i1閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)這就是計算要實(shí)現(xiàn)的數(shù)字控制器的脈沖傳遞函數(shù)。6.已知某加熱爐溫度計算機(jī)控制系統(tǒng)的過渡過程曲線如下圖所示，其中，t=30,T=180s，T=10s。試求PID控制算法的參數(shù)，并求其差分方g程。解：R=1/T尹80,R=1/180X30=1/6。T查

29、表，得：K=1.2/R=7.2。PTT=2t=60s。T=0.5T=15s。()_1°28、設(shè)有限拍系統(tǒng)如圖所示，G's丿=-T-ssd，采樣周期T=1s，試針對單位速度輸入函數(shù)設(shè)計有限拍有波紋系統(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G(z)。G(z)=Z1-e-Ts10ss10G-z-1)Z111+-s2s+1s10(1-z-i)Tz-1+G_z-1)1-e-Tz-11-z-1Tlso3.68z-1(1+0.718z-1)1G(z)=(1-z-1)(1-0.368z-1)-EG，(z)j=1,u=0,v=1o對于單位速度信號

30、，q=2,所以，qj°寫出(z)。e-z-1)F(z)F(z)=11，1+fz-1+fz-m111m寫出(z)(丄F2(z)fz-1+確定m和nom二u=0；n=v-j+q=2；確定f21和f22ofz-1+fz-2=1_G-z-1)2122、=2f=-121，22確定(z)和(z)e-z-1)2確定D(z)oO(z)G-z-1)(1-0.368z-1)(2z-1-z-2)D(z)-G(z)O(z)3.68z-1(1+0.718z-1)Gz-1e0.543(1-0.368z-1)(1-0.5z-1)G+0.718z-1)(1-z-1)求解Ez、Uz、Czo并繪制波形進(jìn)行驗證與分析。E

31、(z2R(z叱(z)-啟兀-z-1>=Tz-1=z-1；Tz-i0.543(1-0.368z-1)(1-0.5z-1)U(z)二E(z)D(z)-z-1xG+0.718z-1)C-z-J=0.54z-i0.32z-2+0.4z-3-0.12z-4+0.25z-5+Tz-iC(z)_R(z)0(z)=()x(2zt-z-2)=2z-2+3z-3+4z-4+()_1029、設(shè)有限拍系統(tǒng)如圖所示，G'S丿_s(s+1)，采樣周期T=ls，試針對單位速度輸入函數(shù)設(shè)計有限拍無波紋系統(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G(z)。G(z)=

32、Z1-e-Ts10s(s+1)-z-1)z10s2(s+1)10G-z-1)zTz-1+_1G_z-1)1-e-Tz-11-z-1Tlso)G+0.718z-1)/A-z-1)(1-0.368z-1)G-；1)GzG(z)_38z-A1+0718z-1W=l,V=l,j=1o對于單位速度信號，q=2，所以，qj°寫出e(z)o_G-z-1)F(z)F(z)_1e1，1+fnz-1+寫出(z)(z)=(1+0.718z-1)F(z)fz-1+221確定m和nom二w=l；n=v-j+q=2；.(z)_1-O(z)e1+0.718z-1)(fz-1+fz-2)=1-(1-z-1)2(12

33、122+-)+f11z-1比較同類項的系數(shù)f_0.592，f_1.407，f_-0.82611，21，22確定Oe(z)和O(z)。=G-z-1>F(z)=G-z-JGe1O(z)=(l+0.718z-1)F(z)=(l+0.718z-1)(fz-1+fz-2)+fz-1L(1-z-1)2(1+0.592z-1)1122122=G+0.718z-1)(L407z-1-0.826z-2)確定D(z)。0.382(1-0.368z-1)(1-0.587z-1)(1-z-1)(1+0.592z-1)求解(z)、(z)、(z)。并繪制波形進(jìn)行驗證與分析。Tz-1xG-z-1丄(1+0.592z-

34、1)=Tz-1G+0.592z-1)=z-1+0.592z-2.U(z)=E(z)D(z)=z-1G+0.592z-1)0.382G-0.368z-1)G-0.587z-1X)+0.592z-1)0.38z-i+0.02z-2+0.10z-3+0.10z-4+0.10z-5+C(z)=R(z)0(z)Tz-ix(1+0.718z-1)G.4O7z-1-0.826z-2)1.407z-2+3z-3+4z-4+30、設(shè)有限拍系統(tǒng)如圖所示，試設(shè)計在單位階躍響應(yīng)輸入作用下，采樣周期T=ls時的有限拍無波紋D(z),并計算輸出響應(yīng)y(k),控制信號u(k)和誤差e(k)，畫出它們對時間的變化波形。其中：

35、51e-TsG(s)=冇，Gh(s)=-T解:G=(1-可為 化為標(biāo)準(zhǔn)形式。*.w=1,j=l,v=l。 T輸入信號為單位階躍信號，q=l,且有q=j。寫出0e(z)其中，F(xiàn)1(z)=1+fnz-1+f12z-2+f1mz-m寫出(z)。其中，F(xiàn)(z)=fzj+fz-2+fz-n221222n 確定m、n,最高次數(shù)。 確定F(z)和F(z)各項的系數(shù)。12F(z)=1+fz-1,F(z)=fz-1111221由(z)一(z)知：e(1-z-1)-(1+fz-i)=1(1+0.718z-1)-fz-i11211+(f-1)z-1-fz-2=1-fz-1-0.718fz-211112121.比較同類項系數(shù)，得方程組：得f=0.418f=0.582得丿1