点，下作校正后系统的图和图图添加超前校正装置后的倒立摆图图添加超前校正装置后的图从图图中可以看出，系统具有要求的相角裕量和幅值裕量从图图中可以看出，曲线绕,点逆时针圈，与校正后系统开环传递函数右极点个数相等，即。系统稳定。校正后系统的单位阶跃曲线图添加超前矫正后的相应图为便于观察，阶跃信号设置了延时从图可以看出，系统的超调量和稳态误差都比较大。为使系统获得快速响应特性，又可以得到良好的静态精度，我们可以采用滞后超前校正通过应用滞后超前校正，低频增益增大，稳态精度提高，又可以增加系统的带宽和稳定性裕量。串联滞后超前校正装置设计控制器设计从上图可知，超前校正后系统仍然存在定的稳态误差，可以考虑采用滞后超前校正，设滞后超前控制器为根据滞后超前控制器思想，利用编程，求得结果如下最优校正方案的串联滞后超前校正环节的极点为最优校正方案的串联滞后超前校正环节的零点为最优校正方案的串联滞后超前校正后的开环传递函数为比超前校正提高了很多，因为零点和极点比较接近，所以对相角裕度影响等不是很大。环境下的图和图图滞后超前校正后的系统图图滞后超前校正后的系统的图滞后，超前矫正后的仿真图滞后超前校正频域响应仿真结果为便于观察，设置了延时小结频域分析法较根轨迹法计算量较小，但当时做的时候算完后没有分析在后面再加个滞后校正，加了滞后校正后，响应曲线更好,控制器设计开环传递函数设计或调整控制器参数，使得校正后系统的性能指标满足最大超调量调整时间误差带仿真模型控制器设计过程先设置控制器的参数，取，得到阶跃响应曲线从图中可以看出系统阶跃响应呈等幅振荡。为了消除系统的振荡，增加控制器的微分控制参数。取，得到阶跃响应曲线如下，相关资料谢昭莉，李良筑，杨欣自动控制原理北京机械工业出版社，胡寿松自动控制原理第五版北京科学出版社，现代控制工程北京电子工业出版社，从响应曲线可以看出，系统稳定时间在左右，基本满足调节时间，但是超调量很大，且存在系统稳态误差。为了减少系统稳态误差，增加控制器的积分环节参数。取，得到阶跃响应曲线如下从得到的响应曲线可以看出，由于加入积分环节，使得调节时间增大。但是超调量有所减少，消除了系统稳态误差。故需进步对超调量和调节时间进行校正，修改三个参数。取，得到阶跃响应曲线如下超调量已经满足要求，但是调节时间很长，过对调节时间进行调节。取，得到阶跃响应曲线如下调节时间仍然不满足要求。设置时，得到阶跃响应曲线通过计算超调量，经过个振荡后达到稳定，调节时间在内，已经满足题目要求。故可取控制器的参数为。建立下列仿真模型取控制器的参数为。点击，得到摆杆位置的阶跃响应曲线阶跃作用下摆杆往个方向运动课程设计总结通过本次自动控制原理课程设计，加深了我对课本自动控制原理理论基础知识的认识和理解，初步的将理论和实践联系了起来，特别是使用各类方法进行校正的知识。同时培养了以下几点能力提高了综合运用各门知识分析问题，解决问题的能力，在设计中，涉及到很多门学科，包括具体校正用到了自动控制原理建模用到了大学物理计算用到了高等数学等。学会了基本的应用来画根轨迹，图，图，进行系统用仿真等操作。也认识到了计算机在自动控制学科方面的强大应用。通过课程设计，也或多或少的带动了理论考试的复习。增加了学习的趣味性，培养了自动控制课程学习的兴趣。经过用根轨迹分析法，频率响应分析和分析法，都可以设计出满足所需要条件的校正装置。不过其中每种方法都有各自的特色。通过对的使用和学习，更能明白自动控制的作用和意义。为以后从事自动控制方面的工作和学习，打下了更加牢固的基础，本次课程设计是不可多的机会。本次课程设计终于顺利成功了了，在设计中遇到了问题，最后在老师以及同学的辛勤指导下，才顺利完成。同时，在老师及同学的身上我们学也到很多实用东西，谢谢,参考资料固高科技有限公司直线倒立摆安装与使用手册，固高科技有限公司固高实时控制软件用户手册带入实际参数最后得到的最终表达式摆杆角度和小车位移的传递函数摆杆角度和小车加速度之间的传递函数为摆杆角度和小车所受外界作用力的传递函数小车位置和加速度的传递函数未校正前系统的时域分析本系统采用以小车的加速度作为系统的输入，摆杆角度为输出响应，此时的传递函数为图摆杆角度的单位阶跃响应曲线图采用以小车的加速度作为系统的输入，小车位置为响应，则此时的传递函数为图小车位置的单位阶跃响应曲线图由于以上时域分析中所有的传递函数的响应图都是发散的，说明系统不稳定，需加控制器进行校正根轨迹校正原系统的根轨迹分析以小车的加速度为系统输入，摆杆角度为输出。前面已得到系统传递函数为原系统根轨迹曲线图其中，，可以很直观地看出，系统有两个零点，有两个极点，并且有个极点为正。画出系统闭环传递函数的根轨迹如图，可以看出闭环传递函数的个极点位于右半平面，并且有条根轨迹起始于该极点，并沿着实轴向左跑到位于原点的零点处，这意味着无论增益如何变化，这条根轨迹总是位于右半平面，即系统不稳定。串连超前系统的设计设计后的参数要求调整时间最大超调量确定闭环期望极点的位置由最大超调量闭环主导极点所在的极坐标图在此我们对超调量留有定余量，令可以得到由可以得到弧度其中为位于第二象限的极点和点的连线与实轴负方向的夹角。又由其中为位于第二象限的极点和点的连线与实轴负方向的夹角。又由对调节时间留有定余量，令的误差带取其为，可以得到，于是可以得到期望的闭环主导极点为代入数据后，可得期望的闭环主导极点为超前校正传递函数设计未校正系统的根轨迹在实轴和虚轴上，不通过闭环期望极点，因此图直线级倒立摆的图图直线级倒立摆的图由上述计算结果可以知系统没有零点，但存在两个极点，其中个极点位于右半平面。根据奈奎斯特稳定判据，闭环系统稳定的充分必要条件是当由变化时，曲线逆时针包围平面上,点的次数等于开环传递函数右极个数第二章的主要内容是数模转换，在计算机需对模拟设备进行控制时，如控制电动调节阀，波形的显示等就需要数模转换器，此次设计的主要功能是根据编写的程序来实现正弦波等波形的的显示。串行电路为计算机间的通讯提供了极为便利的条件。此次设计不仅要懂得它的硬件连接，还要会编写它的程序控制，并调试出来。最后个实验的工作是实现步进电机的转动，了解步进电机控制原理，以及与单片机的连线。最后画总电路设计的原理图及图，最后根据做好的实验板进行硬件制作。此次的毕业设计存在不足的地方是由于时间及个人的原因没能对输入输出设备做出更深步的研究。百密终有疏，本以为自己制作的实验板会比较合理完美，但事与愿违，此次制作的实验板还有些不足之处，以后我会加以改进，争取做得更好。南京工程学院先进制造技术工程中心毕业设计说明书论文参考文献虚明智，陈政付编著感测器原理与应用实习台科大园书，,杜洋电子制作第期何希才编著传感器应用电路是设计与实践北京科学出版社，李立全，迟荣强单片机原理及接口技术北京高等教育出版社,刘修文图解单片机应用技术要诀北京中国电力出版社，王幸之等单片机应用系统抗干扰技术第二版，北京航空航天大学出版社，刘保延等步进电机及其驱动控制系统哈尔滨哈尔滨工业大学出版社，高森年日编著赵文珍译机电体化技术北京科学出版社清源科技编著电路原理图与设计及仿真北京机械工业出版社，戢卫平等编著单片机系统开发实例经典第版，北京冶金工业出版社，沙占友编著单片机外围电路设计第版，北京电子工业出版社，张萌，和湘姜斌编著单片机应用系统开发综合实例第版，北京清华大学出版社，南京工程学院先进制造技术工程中心毕业设计说明书论文致谢在这次毕业设计中得到了很多老师和同学的热心帮助，在这里我要向他们表示感谢。首先我要感谢我们的导师胥保春老师。从毕业设计开始到期末答辩，胥老师直严格要求我们，为我们安排了理合的作息时间，避免了由于作息时间无序而出现的懒散现象的发生。为了能使我们按时顺利的完成毕业设计任务，胥老师多次给我们小组的给转换器在转换时所需的参考电压，这是为保证转换精度的基本条件。在要求高精度时，基准电压要单独用高精度稳压电源供给。本次设计所使用的芯片是，它是美国美信公司生产的多量程位数据采集,芯片工作电压仅为伏即接收高于电源电压的模拟信号，又可以接收低于地电位的模拟信号芯片有个独立的模拟输入通道对输入的模拟信号提供了四个可编程输入量程伏，伏，到伏，到伏，四个量程将有效的动态输入范围增加到位为毫安信号和由伏或供电的传感器到单伏系统提供了灵活的接口变换器的耐压容限达到了伏该模数转换器具有带宽，的吞吐率，由软件控制选择内外部时钟，由软件控制内外部启动采集，并行数据接口，内部伏或外供参考电压。硬件的脚和两个软件可编程位用来提供转换过程中的低电流关断模式。具有标准的微处理器接口，位数据总线构成了三态数据口，数据存取与总线释放时序特性与常规微处理器芯片兼容，其逻辑输入输出皆与或逻辑电平兼容。特性位分辨率，线性度单伏供电软件可点，下作校正后系统的图和图图添加超前校正装置后的倒立摆图图添加超前校正装置后的图从图图中可以看出，系统具有要求的相角裕量和幅值裕量从图图中可以看出，曲线绕,点逆时针圈，与校正后系统开环传递函数右极点个数相等，即。系统稳定。校正后系统的单位阶跃曲线图添加超前矫正后的相应图为便于观察，阶跃信号设置了延时从图可以看出，系统的超调量和稳态误差都比较大。为使系统获得快速响应特性，又可以得到良好的静态精度，我们可以采用滞后超前校正通过应用滞后超前校正，低频增益增大，稳态精度提高，又可以增加系统的带宽和稳定性裕量。串联滞后超前校正装置设计控制器设计从上图可知，超前校正后系统仍然存在定的稳态误差，可以考虑采用滞后超前校正，设滞后超前控制器为根据滞后超前控制器思想，利用编程，求得结果如下最优校正方案的串联滞后超前校正环节的极点为最优校正方案的串联滞后超前校正环节的零点为最优校正方案的串联滞后超前校正后的开环传递函数为比超前校正提高了很多，因为零点和极点比较接近，所以对相角裕度影响等不是很大。环境下的图和图图滞后超前校正后的系统图图滞后超前校正后的系统的图滞后，超前矫正后的仿真图滞后超前校正频域响应仿真结果为便于观察，设置了延时小结频域分析法较根轨迹法计算量较小，但当时做的时候算完后没有分析在后面再加个滞后校正，加了滞后校正后，响应曲线更好,控制器设计开环传递函数设计或调整控制器参数，使得校正后系统的性能指标满足最大超调量调整时间误差带仿真模型控制器设计过程先设置控制器的参数，取，得到阶跃响应曲线从图中可以看出系统阶跃响应呈等幅振荡。为了消除系统的振荡，增加控制器的微分控制参数。取，得到阶跃响应曲线如下，相关资料谢昭莉，李良筑，杨欣自动控制原理北京机械工业出版社，胡寿松自动控制原理第五版北京科学出版社，现代控制工程北京电子工业出版社，从响应曲线可以看出，系统稳定时间在左右，基本满足调节时间，但是超调量很大，且存在系统稳态误差。为了减少系统稳态误差，增加控制器的积分环节参数。取，得到阶跃响应曲线如下从得到的响应曲线可以看出，由于加入积分环节，使得调节时间增大。但是超调量有所减少，消除了系统稳态误差。故需进步对超调量和调节时间进行校正，修改三个参数。取，得到阶跃响应曲线如下超调量已经满足要求，但是调节时间很长，过对调节时间进行调节。取，得到阶跃响应曲线如下调节时间仍然不满足要求。设置时，得到阶跃响应曲线通过计算超调量，经过个振荡后达到稳定，调节时间在内，已经满足题目要求。故可取控制器的参数为。建立下列仿真模型取控制器的参数为。点击，得到摆杆位置的阶跃响应曲线阶跃作用下摆杆往个方向运动课程设计总结通过本次自动控制原理课程设计，加深了我对课本自动控制原理理论基础知识的认识和理解，初步的将理论和实践联系了起来，特别是使用各类方法进行校正的知识。同时培养了以下几点能力提高了综合运用各门知识分析问题，解决问题的能力，在设计中，