自动控制原理课程设计题目

自动控制原理课程设计题目

一、单位负反馈随动系统的开环传递函数为（ksm1）

G0(s)=K s(0.1.s+1)(0.001s+1)

1、画出未校正系统的Bode图，分析系统是否稳定

2、设计系统的校正装置，使系统达到下列指标

（1）在单位斜坡信号作用下，系统的稳态误差≤0.001

（2）超调量Mp

（3）相角稳定裕度在Pm >45°, 幅值定裕度Gm>20。

3、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。

4、给出校正装置的传递函数。计算校正后系统的剪切频率Wcp和-π穿频率Wcg。

5、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。

6、5、在SIMULINK中建立系统的仿真模型。

7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响。

二、设单位反馈随动系统固有部分的传递函数为（ksm2）

G0(s)=160(s+10) s(s+4)(s+5)(s+20)

1、画出未校正系统的Bode图，分析系统是否稳定。

2、设计系统的校正装置，使系统达到下列指标：

（1）在单位斜坡信号作用下，系统的稳态误差系数Kv=500

（2）超调量Mp

（3）相角稳定裕度在Pm >20°, 幅值定裕度Gm>30。

3、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。

4、给出校正装置的传递函数。计算校正后系统的剪切频率Wcp和-π穿频率Wcg。

5、在SIMULINK中建立系统的仿真模型。

6、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响。

三、一个位置随动系统如图所示（ksm3）

位置随动系统

1.25⨯540，可控硅功率放大G2(s)=，0.007s+10.00167s+1

23.980.1执行电机G3(s)=，减速器。 G(s)=42s0.0063s+0.9s+1其中，自整角机、相敏放大G1(s)=

1、画出未校正系统的Bode图，分析系统是否稳定。

2、对系统进行超前-滞后串联校正。要求校正后的系统满足指标：

（1）幅值稳定裕度Gm>18，相角稳定裕度Pm>35º

（2）系统对阶跃响应的超调量Mp

（3）系统的跟踪误差Es

3、计算校正后系统的剪切频率Wcp和-π穿频率Wcs

4、给出校正装置的传递函数。

5、在SIMULINK中建立系统的仿真模型。

6、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响。

四、单位负反馈随动系统的开环传递函数为（ksm4）

G0(s)=500 s(s+5)(s+10)

1、画出未校正系统的Bode图，分析系统是否稳定。

2、设计一个调节器进行串联校正。要求校正后的系统满足指标：

（1）在单位斜坡信号作用下，系统的稳态误差

（2）超调量Mp

（3）幅值稳定裕度Gm>20，相角稳定裕度Pm>45º

3、计算校正后系统的剪切频率Wcp和-π穿频率Wcg。

4、给出校正装置的传递函数。

5、在SIMULINK中建立系统的仿真模型。

6、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响。

五、单位负反馈随动系统的开环传递函数为（ksm5）

G0(s)=256 s(s+8)(s+16)

1、画出未校正系统的Bode图，分析系统是否稳定。

2、对系统进行串联校正。要求校正后的系统满足指标：

（1）在单位斜坡信号作用下，系统的稳态误差

（2）超调量Mp

（3）幅值稳定裕度Gm>20，相角稳定裕度Pm>45º

3、计算校正后系统的剪切频率Wcp和-π穿频率Wcg。

4、给出校正装置的传递函数。

5、在SIMULINK中建立系统的仿真模型。

6、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响。

六、一个位置随动系统如图所示（ksm6）

位置随动系统 1.25⨯540，可控硅功率放大G2(s)=，0.007s+10.00167s+1

23.9810.1执行电机G3(s)=，拖动系统G4(s)=，减速器G5(s)=。 0.007s+10.9s+1

s其中，自整角机、相敏放大G1(s)=

1、画出未校正系统的Bode图，分析系统是否稳定。

2、对系统进行串联校正，要求校正后的系统满足指标：

（1）在单位斜坡信号输入下，系统的速度误差系数Kv=600s-1

（2）相角稳定裕度Pm>40º , 幅值稳定裕度Gm>15。

（3）系统对阶跃响应的超调量Mp

3、计算校正后系统的剪切频率Wcp和-π穿频率Wcg。

4、给出校正装置的传递函数。

5、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。

6、在SIMULINK中建立系统的仿真模型。

7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响。

七、设单位反馈系统被控对象的传递函数为 G0(s)=K0（ksm7） s(s+1)(s+2)

1、分析系统是否稳定。

2、对系统进行串联校正，要求校正后的系统满足指标：

（1）在单位斜坡信号输入下，系统的速度误差系数=10。

（2）相角稳定裕度Pm>45º , 幅值稳定裕度Gm>12。

（3）系统对阶跃响应的超调量Mp

3、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。

4、给出校正装置的传递函数。计算校正后系统的剪切频率Wcp和-π穿频率Wcg。

5、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。

6、在SIMULINK中建立系统的仿真模型。

7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响。

八、设单位反馈系统被控对象的开环传递函数为 G0(s)=

1、分析系统是否稳定。

2、对系统进行串联校正，要求校正后的系统满足指标：

（1）静态速度误差系数Kv=30

（2）相角稳定裕度Pm>35º , 幅值稳定裕度Gm>12。

（3）超调量Mp

3、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。

4、给出校正装置的传递函数，。

1（ksm8） s(0.1s+1)(0.2s+1)

5、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。

6、在SIMULINK中建立系统的仿真模型。

7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响。

九、设单位反馈系统的开环传递函数为 G0(s)=(s+50)（ksm9） s(s+5)(s+10)(s+20)

1、分析系统是否稳定。

2、对系统进行串联校正，要求校正后的系统满足指标：

（1）在单位斜坡输入下，稳态速度误差

（2）相角稳定裕度Pm>40º , 幅值稳定裕度Gm>15。

（3）在阶跃信号作用下，系统超调量Mp

3、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。

4、给出校正装置的传递函数。

5、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。

6、在SIMULINK中建立系统的仿真模型。

7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响。

十、晶闸管-直流电机调速系统如图所示 （ksm10）

1、分析系统是否稳定。

2、对系统进行串联校正，要求校正后的系统满足指标：

（1）相角稳定裕度Pm>40º , 幅值稳定裕度Gm>13。

（2）在阶跃信号作用下，系统超调量Mp

3、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。

4、给出校正装置的传递函数。

5、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。

6、在SIMULINK中建立系统的仿真模型。

7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响。

十一、设单位反馈系统被控对象的开环传递函数为 G0(s)=

1、分析系统是否稳定。

2、对系统进行串联校正，要求校正后的系统满足指标：

（1）静态速度误差系数Kv=10

（2）相角稳定裕度Pm>50º ，幅值稳定裕度Gm>15。 K（ksm11） s(s+1)(0.5s+1)

（3）超调量Mp

3、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。

4、给出校正装置的传递函数，。

5、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。

6、在SIMULINK中建立系统的仿真模型。

7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响。

十二、设控制系统的结构如图所示 （ksm12）

1、分析系统是否稳定。

2、设计系统的反馈校正器H(s)，要求校正后的系统满足指标：

（1）相角稳定裕度Pm>60º ，幅值稳定裕度Gm>20。

（2）超调量Mp

3、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。

4、给出校正装置的传递函数，。

5、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。

6、在SIMULINK中建立系统的仿真模型。

7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响。

十三、设单位反馈系统的开环传递函数为 G0(s)=125(s+80)

s(0.1s+1)(0.00167s+1)(s+100)

（ksm13）

1、分析系统是否稳定。

2、对系统进行串联校正，要求校正后的系统满足指标：

（1）在单位斜坡输入下，稳态速度误差

（2）相角稳定裕度Pm>80º , 幅值稳定裕度Gm>25。

（3）在阶跃信号作用下，系统超调量Mp

4、给出校正装置的传递函数。

5、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。

6、在SIMULINK中建立系统的仿真模型。

7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响。

十四、单位负反馈随动系统的开环传递函数为（ksm1）

G0(s)=K s(0.1.s+1)(0.001s+1)

1、画出未校正系统的Bode图，分析系统是否稳定

2、设计系统的校正装置，使系统达到下列指标

（1）在单位斜坡信号作用下，系统的稳态误差≤0.001

（2）超调量Mp

（3）相角稳定裕度在Pm >45°, 幅值定裕度Gm>20。

3、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。

4、给出校正装置的传递函数。计算校正后系统的剪切频率Wcp和-π穿频率Wcg。

5、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。

6、5、在SIMULINK中建立系统的仿真模型。

7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响。

十五、设单位反馈随动系统固有部分的传递函数为（ksm2）

G0(s)=160(s+10) s(s+4)(s+5)(s+20)

1、画出未校正系统的Bode图，分析系统是否稳定。

2、设计系统的校正装置，使系统达到下列指标：

（1）在单位斜坡信号作用下，系统的稳态误差系数Kv=500

（2）超调量Mp

（3）相角稳定裕度在Pm >20°, 幅值定裕度Gm>30。

3、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。

4、给出校正装置的传递函数。计算校正后系统的剪切频率Wcp和-π穿频率Wcg。

5、在SIMULINK中建立系统的仿真模型。

6、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响。

十六、一个位置随动系统如图所示（ksm3）

位置随动系统 1.25⨯540，可控硅功率放大G2(s)=，0.007s+10.00167s+1

23.980.1执行电机G3(

s)=，减速器。 G(s)=42s0.0063s+0.9s+1其中，自整角机、相敏放大G1(s)=

1、画出未校正系统的Bode图，分析系统是否稳定。

2、对系统进行超前-滞后串联校正。要求校正后的系统满足指标：

（1）幅值稳定裕度Gm>18，相角稳定裕度Pm>35º

（2）系统对阶跃响应的超调量Mp

（3）系统的跟踪误差Es

3、计算校正后系统的剪切频率Wcp和-π穿频率Wcs

4、给出校正装置的传递函数。

5、在SIMULINK中建立系统的仿真模型。

6、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响。

十七、单位负反馈随动系统的开环传递函数为（ksm4）

G0(s)=500 s(s+5)(s+10)

1、画出未校正系统的Bode图，分析系统是否稳定。

2、设计一个调节器进行串联校正。要求校正后的系统满足指标：

（1）在单位斜坡信号作用下，系统的稳态误差

（2）超调量Mp

（3）幅值稳定裕度Gm>20，相角稳定裕度Pm>45º

3、计算校正后系统的剪切频率Wcp和-π穿频率Wcg。

4、给出校正装置的传递函数。

5、在SIMULINK中建立系统的仿真模型。

6、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响。

十八、单位负反馈随动系统的开环传递函数为（ksm5）

G0(s)=256 s(s+8)(s+16)

1、画出未校正系统的Bode图，分析系统是否稳定。

2、对系统进行串联校正。要求校正后的系统满足指标：

（1）在单位斜坡信号作用下，系统的稳态误差

（2）超调量Mp

（3）幅值稳定裕度Gm>20，相角稳定裕度Pm>45º

3、计算校正后系统的剪切频率Wcp和-π穿频率Wcg。

4、给出校正装置的传递函数。

5、在SIMULINK中建立系统的仿真模型。

6、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响。

十九、一个位置随动系统如图所示（ksm6）

位置随动系统 1.25⨯540，可控硅功率放大G2(s)=，0.007s+10.00167s+1

23.9810.1执行电机G3(s)=，拖动系统G4(s)=，减速器G5(s)=。 0.007s+10.9s+1

s其中，自整角机、相敏放大G1(s)=

1、画出未校正系统的Bode图，分析系统是否稳定。

2、对系统进行串联校正，要求校正后的系统满足指标：

（1）在单位斜坡信号输入下，系统的速度误差系数Kv=600s-1

（2）相角稳定裕度Pm>40º , 幅值稳定裕度Gm>15。

（3）系统对阶跃响应的超调量Mp

3、计算校正后系统的剪切频率Wcp和-π穿频率Wcg。

4、给出校正装置的传递函数。

5、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。

6、在SIMULINK中建立系统的仿真模型。

7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响。

二十、设单位反馈系统被控对象的传递函数为 G0(s)=K0（ksm7） s(s+1)(s+2)

1、分析系统是否稳定。

2、对系统进行串联校正，要求校正后的系统满足指标：

（1）在单位斜坡信号输入下，系统的速度误差系数=10。

（2）相角稳定裕度Pm>45º , 幅值稳定裕度Gm>12。

（3）系统对阶跃响应的超调量Mp

3、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。

4、给出校正装置的传递函数。计算校正后系统的剪切频率Wcp和-π穿频率Wcg。

5、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。

6、在SIMULINK中建立系统的仿真模型。

7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响。