2012春自动控制系统课设题目 (3)

R(s) C(s) G1(s) G2(s) G3(s) G4(s) 位置随动系统

其中，自整角机、相敏放大G1(s)?1.25?540，可控硅功率放大G2(s)?，

0.007s?10.00167s?1执行电机G3(s)?23.980.1G(s)?，减速器。 42s0.0063s?0.9s?1对系统进行超前-滞后串联校正。要求校正后的系统在稳定的前提下，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小于36%，调节时间Ts <0.3秒。 （3）系统的跟踪误差Es<0.002。

题目29：

晶闸管-直流电机调速系统如图所示：

对系统进行串联校正，要求校正后的系统在稳定的前提下，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<25%，调节时间Ts<0.15秒。

题目30：

水温控制系统设计：某单位水温控制系统为单位负反馈系统，其被控对象的传递函数为

G0(s)?Ks(0.1s?1)用串联校正的方式对系统进行设计（用超前、滞后和滞后-超前三种方

法中的任意两种），使校正后的系统满足斜坡信号作用下Kv=20s，相位裕度大于50度。

题目31：

位置随动系统的分析与设计：系统结构图如下：

对应的系统框图为：

其中，电桥增益K=6，放大器增益Ka=15，测速发电机增益kt=2，i=0.02，tm=0.02s，km=40。试设计校正环节，要求：在稳定的前提下满足稳态误差小于0.3，超调量小于15%，调节时间小于5s。

题目32：

哈勃太空望远镜指向系统：哈勃太空望远镜于1990年发射升空，标志着将空间技术发展推向了一个新的高度。望远镜的2.4m镜头拥有所有镜头中最光滑的表面，其指向系统能在644km以外将视野聚集在一枚硬币上。哈勃太空望远镜指向系统模型经简化为一个典型反馈系统，其望远镜动力学传递函数为G(s)?1，反馈为H(s)=K1s。选择合适的K1值，并2s设计校正装置，使系统满足稳定的前提下，在阶跃指令作用下，超调量小于5%，在单位斜坡输入作用下，稳态误差小于0.05。

题目33：

在喷气式战斗机的自动驾驶仪中，配置有横滚角控制系统，其由副翼执行机构、飞机和陀螺仪组成。现已经副翼执行机构和飞机为前向通道，其传递函数分别为G1(s)?K1和

s?10G2(s)?11.4，陀螺仪为反馈环节，其传递函数为H(s)?1。试设计校正环节，使系

s(s?1.4)统满足相位裕度50度左右，阶跃响应超调量小于5%。

题目34：

一种新型电动轮椅装有一种非常实用的速度控制系统，能使颈部以下有残障的人士自行驾驶这种电动轮椅。该系统在头盔上以90度间隔安装了四个速度传感器，用来指示前后左右四个方向。头盔传感系统的综合输出与头部运动的幅度成正比。已知头盔上的传感器传递函数为G1(s)?K1，放大器传递函数为G2(s)?K2，轮椅动力学模型

T1s?10G3(s)?K3，反馈为单位负反馈。其中三个时间常时T1、T2、T3分别为0.5s、

(T3s?1)(T4s?1)1s、0.25s。要求：（1）确定使系统稳定的K的取值范围。（2）设计校正装置，使系统阶跃响应的调节时间小于2s，超调量小于10%。

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