自动控制原理课程设计题目(1)

自动控制原理课程设计题目及要求

一、单位负反馈随动系统的开环传递函数为

Gk(s)?K

s(0.1s?1)(0.01s?1)1、画出未校正系统的Bode图，分析系统是否稳定

2、画出未校正系统的根轨迹图，分析闭环系统是否稳定。 3、设计系统的串联校正装置，使系统达到下列指标 （1）静态速度误差系数Kv≥100s-1； （2）相位裕量γ≥30°

（3）幅频特性曲线中穿越频率ωc≥45rad/s。 4、给出校正装置的传递函数。

5、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。计算校正后系统的穿越频率ωc、相位裕量γ、相角穿越频率ωg和幅值裕量Kg。

6、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。 7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响（自由发挥）。

二、设单位负反馈随动系统固有部分的传递函数为

Gk(s)?K

s(s?1)(s?2)1、画出未校正系统的Bode图，分析系统是否稳定。

2、画出未校正系统的根轨迹图，分析闭环系统是否稳定。 3、设计系统的串联校正装置，使系统达到下列指标： （1）静态速度误差系数Kv≥5s-1； （2）相位裕量γ≥40° （3）幅值裕量Kg≥10dB。 4、给出校正装置的传递函数。

5、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。计算校正后系统的穿越频率ωc、相位裕量γ、相角穿越频率ωg和幅值裕量Kg。

6、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。 7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响（自由发挥）。

三、设单位负反馈系统的开环传递函数为 Gk(s)?4

s(s?2)1、画出未校正系统的根轨迹图，分析系统是否稳定。

2、设计系统的串联校正装置，要求校正后的系统满足指标：

闭环系统主导极点满足ωn＝4rad/s和ξ＝0.5。 3、给出校正装置的传递函数。

4、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。计算校正后系统的穿越频率ωc、相位裕量γ、相角穿越频率ωg和幅值裕量Kg。

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。

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6、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响（自由发挥）。

四、设单位负反馈系统的开环传递函数为 Gk(s)?1.06

s(s?1)(s?2)1、画出未校正系统的根轨迹图，分析系统是否稳定。

2、设计系统的串联校正装置，要求校正后的系统满足指标： （1）静态速度误差系数Kv＝5s-1；

（2）维持原系统的闭环主导极点基本不变。 3、给出校正装置的传递函数。

4、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。计算校正后系统的穿越频率ωc、相位裕量γ、相角穿越频率ωg和幅值裕量Kg。

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、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响（自由发挥）。

五、单位负反馈随动系统的开环传递函数为

Gk(s)?K

s(0.1s?1)(0.25s?1)1、画出未校正系统的Bode图，分析系统是否稳定

2、画出未校正系统的根轨迹图，分析闭环系统是否稳定。 3、设计系统的串联校正装置，使系统达到下列指标 （1）静态速度误差系数Kv≥4s-1； （2）相位裕量γ≥40° （3）幅值裕量Kg≥12dB。。 4、给出校正装置的传递函数。

5、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。计算校正后系统的穿越频率ωc、相位裕量γ、相角穿越频率ωg和幅值裕量Kg。

6、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。 7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响（自由发挥）。

六、单位负反馈随动系统的开环传递函数为

Gk(s)?K

s(0.1s?1)(0.01s?1)1、画出未校正系统的Bode图，分析系统是否稳定

2、画出未校正系统的根轨迹图，分析闭环系统是否稳定。 3、设计系统的串联滞后超前校正装置，使系统达到下列指标 （1）静态速度误差系数Kv≥100s-1； （2）相位裕量γ≥40°

（3）幅频特性曲线中穿越频率ωc＝20rad/s。 4、给出校正装置的传递函数。

5、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。计算校正后系统的穿越频率ωc、相位裕量γ、相角穿越频率ωg和幅值裕量Kg。

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6、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。 7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响（自由发挥）。

七、已知串联校正单位负反馈系统的对象和校正装置的传递函数分别为

Gp(s)?Ks?zc， Gc(s)?Kc

s(s?1)(s?5)s?pc校正装置在零点和极点可取如下数值：（1）?zc??0.75，?pc??7.5；（2）?zc??1，（3）?zc??1.5，?pc??15。若保证闭环主导极点满足ξ＝0.45，试分别?pc??10；

对三种情况设计Kc，并比较它们的闭环极点位置、静态速度误差系数和时间响应快速性。

1、画出未校正系统的根轨迹图，分析系统是否稳定。 2、分别对三种情况设计Kc，使校正后的系统满足指标：

闭环系统主导极点满足ξ＝0.45。

3、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图和根轨迹示意图。 4、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。 5、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响（自由发挥）。

八、设单位负反馈随动系统固有部分的传递函数为

Gk(s)?4K

s(s?2)1、画出未校正系统的Bode图，分析系统是否稳定。

2、画出未校正系统的根轨迹图，分析闭环系统是否稳定。 3、设计系统的串联校正装置，使系统达到下列指标： （1）静态速度误差系数Kv＝20s-1； （2）相位裕量γ≥50° （3）幅值裕量Kg≥10dB。 4、给出校正装置的传递函数。

5、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。计算校正后系统的穿越频率ωc、相位裕量γ、相角穿越频率ωg和幅值裕量Kg。

6、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。 7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响（自由发挥）。

九、设单位负反馈系统的开环传递函数为 Gk(s)?4

s(s?0.5)1、画出未校正系统的根轨迹图，分析系统是否稳定。

2、设计系统的串联校正装置，要求校正后的系统满足指标： （1）静态速度误差系数Kv＝50s-1；

（2）闭环主导极点满足ωn＝5rad/s和ξ＝0.5。 3、给出校正装置的传递函数。

4、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。计算校正后系统的穿越频率ωc、相

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位裕量γ、相角穿越频率ωg和幅值裕量Kg。

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、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响（自由发挥）。

自动控制原理课程设计题目（08050541X）

十、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、画出未校正系统的根轨迹图，分析闭环系统是否稳定。 3、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<30%，调节时间Ts<0.05秒。

（3）相角稳定裕度在Pm >45°, 幅值定裕度Gm>20。 4、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。

5、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??穿频率Wcg。 6、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。

7、在SIMULINK中建立系统的仿真模型，在前向通道中分别接入饱和非线性环节和回环非线性环节，观察分析非线性环节对系统性能的影响。

8、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响（自由发挥）。

十一、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、画出未校正系统的根轨迹图，分析闭环系统是否稳定。 3、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<55%，调节时间Ts<0.5秒。

（3）相角稳定裕度在Pm >20°, 幅值定裕度Gm>30。 4、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。

5、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??穿频率Wcg。

7、在SIMULINK中建立系统的仿真模型，在前向通道中分别接入饱和非线性环节和回环非线性环节，观察分析非线性环节对系统性能的影响。

8、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响（自由发挥）。

十二、一个位置随动系统如图所示（ksm3）

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