自动化课程设计
课程设计任务书
学生姓名：专业班级：
指导教师：工作单位：
题目: 单级移动倒立摆建模及串连滞后校正
初始条件：
要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）
1、研究该装置的非线性数学模型，并提出合理的线性化方法，建立该装置的
线性数学模型－传递函数（以u为输入，θ为输出）；
2、用Matlab对系统进行稳定性分析,并求其阶跃响应.
时间安排：
1.15～16 明确设计任务，建立非线性模型
1.17～19 线性化，设计校正装置
1.23～24 仿真分析，撰写课程设计报告
指导教师签名：年月日
系主任（或责任教师）签名：年月日
目录
1 系统介绍
2 单级倒立摆的数学模型
3 系统稳定性分析
4 分析相角裕度和截止频率
5 系统仿真
6 总结与体会
参考文献
单级移动倒立摆建模及串连滞后校正
摘要
倒立摆系统是一个典型的非线性、强耦合、多变量和不稳定系统，作为控制系统的被控对象，通过以单级倒立摆为被控对象，来掌握控制系统的数学模型的建立方法和及控制系统的调试方法，掌握MATLAB仿真软件的使用方法。
本次课程设计包含如下几个内容：
[1]研究该装置的非线性数学模型，并提出合理的线性化方法，建立该装置的线性数学模型－传递函数（以u为输入， 为输出）；
[2]用画根轨迹方法对系统进行稳定性分析,用BODE图求出系统的相角裕度和截止频率.
[3]用Matlab求系统阶跃响应.
1 系统介绍
单级倒立摆系统的结构示意图如图1所示。
图1 单级倒立摆系统示意图
图示为一个倒立摆装置，该装置包含一个小车和一个安装在小车上的倒立摆杆。由于小车在水平方向可适当移动，因此，控制小车的移动可使摆杆维持直立不倒。
21,0.2,0.5,10/M kg m kg l m g m s ====
系统组成的框图如图2所示。
图2 单级倒立摆系统组成框图
系统通过给小车施加外力，使摆杆与小车相互作用，达到平衡，维持不倒。
2 单级倒立摆的数学模型
对系统建立数学模型是系统分析、设计的前提，为了简化分析，忽略空气阻力，仅考虑小车与倒立摆之间的摩擦力。将倒立摆系统看成简单的小车与单级摆组成的系统。 在水平方向施加控制力u ，相对参考坐标系产生位移x 。建立系统的线性数学模型－传递函数（以u 为输入，θ为输出）。 设小车瞬时位置为 ，
摆心瞬时位置为
在水平方向，由牛顿第二定律
x
(sin )
x l θ+22
22(sin )d x d M m x l u dt dt
θ++=
即：
在垂直方向：惯性力矩与重力矩平衡
即:
2sin 0,cos 1,θθθθθ≈≈
很小时，忽略项 则有：
联立求解并进行拉氏变换：
则传递函数为
3 系统稳定性分析
代入参数,M =1kg,m =0.5kg,l =0.5m,用如下程序将传递函数在MATLAB 中表示出来: num=[-1]
den=[0.5,0,-7.5] sys=tf(num,den)
用MATLAB 显示为:
用如下程序将传递函数的根轨迹图在MATLAB 中表示出来: num=[-1]
den=[0.5,0,-7.5] rlocus(num,den)
2()cos sin M m x ml ml u
θθθθ++-=
22(sin )cos sin d m x l l mgl dt θθθ??+=????22cos cos sin cos sin x l l g θθθθθθθ+-=
)M m x ml u θ++=（
x l g θθ
+= 2)(1
)()(Mls g M m s u s -+=θ
用MATLAB做出的根轨迹如图3所示:
图3 校正前系统根轨迹
由于系统在右半平面有极点,因此为非稳定系统.
4 分析相角裕度和截止频率
利用下列程序MATLAB中画出BODE图,并算出相角裕度和截止频率: num=[-1]
den=[0.5,0,-7.5]
sys=tf(num,den)
[mag,phase,w]=bode(num,den)
[gm,pm,wcg,wcp]=margin(mag,phase,w)
margin(sys)
用MATLAB做出BODE图如图4所示:
图4 校正前系统BODE图
gm = Inf ,pm = Inf, wcg = NaN ,wcp = NaN
其中gm为幅值裕度, pm为相角裕度,wcg为相角交界频率,wcp为截止频率.
所画的BODE图没有穿过频率轴,使的没有截止频率和相角裕度.
4系统阶跃响应
因为求单位阶跃响应要求在闭环条件下,求出闭环传递函数为:
利用如下程序在MATLAB中对系统绘制单位阶跃响应:
num=[2]
den=[-1,0,17]
step(num,den)
系统单位阶跃响应如图5所示:
图5 系统单位阶跃响应
因为系统为不稳定系统,所以当它时间趋于无穷时,它的幅值并不趋于输入信号,即不会趋近于1.
5系统仿真
在MATLAB命令窗口中输入SIMULINK,然后点File→New→Model,在SOURCE中选择STEP 模块,在SINKS中选择SCOP模块,在CONTINUOUS中选择传递函数,双击更改极点和零点,用直线将模块连接后,点击START,双击示波器,即可看到仿真图形.
系统MATLAB仿真图形如图6所示;
图6 系统MATLAB仿真图形
6总结与体会
控制系统设计是让我们学会一些概念相对比较抽象，如系统的稳定性、可控性、收敛速度和抗干扰能力等。倒立摆系统是一个典型的非线性、强耦合、多变量和不稳定系统，作为控制系统的被控对象，通过本课程设计我以一阶倒立摆为被控对象，掌握MATLAB仿真软件的使用方法及控制系统的调试方法.
此次课程设计首先我明确了设计任务,详细的分析了设计情况,然后制定了设计的具体方案.
我先对此物理系统进行了受力分析,然后通过列牛顿第二定律运动方程建立起了数学模型,在受力分析时,曾对小车对杆的支持力的方向确定不下,之后通过网上查阅资料,了解到可以用整体受力分析方法,问题得到解决.然后就是将 替换正弦和用1替换余弦达到线性化的目的,进行拉氏变换,得到最后的传递函数.
然后利用MATLAB将传递函数的根轨迹图画出,分析其稳定性,我所建立的模型为非稳定系统;画出BODE图求出截止频率和相角裕度.然后绘制其时域下单位阶跃响应,因为是非稳定系统,当时间趋于无穷时,它的幅值并不趋于输入信号,即 1.最后利用MATLAB的SIMULINK工具进行了系统仿真.
课程设计是一个重要的实践锻炼的环节,在课程设计期间,虽然没有设计成功,但是我提高了分析问题和解决问题的能力,使的我能够正确运用学过的理论知识,并且在调试程序的过程中,我基本的能够运用MATLAB仿真软件;通过课程设计掌握系统的调试方法,提高工程设计能力;而且因为是分组合作,培养了我们的团队,为进一步接触实验,走向社会打下坚实的基础
参考文献
[1]薛强，梁冰，刘建军，刘晓丽.矸石山渗滤液在地下水系统中运移的仿真分析[J]. 系统仿真学报，
2004,16(2):356-359.
[2] 金忠青。 N-S方程的数值解和紊流模型[M]。南京：河海大学出版社，1989
[3]
[4]
自动化课程设计报告
东北大学自动化专业 课程设计报告设计题目：位置和转速双闭环控制系统设计 班级：自动化140X班 学号：2014XXXX 姓名：XXX 指导教师：闫士杰钱晓龙 设计时间：2017年6月19日~2011年7月7日 目录 1.引言 (2) 1.1课题的背景 (2) 1.2课题的内容（三道题） (2) 1.3课题的意义 (3) 1.4课设的主要任务 (3) 1.5课设的具体安排 (4) 2正文 (4) 2.1仪器与设备 (4) 错误！未定义书签。 错误！未定义书签。 错误！未定义书签。 2.2实验原理 (7) 错误！未定义书签。 错误！未定义书签。 错误！未定义书签。 2.2.4 EB8000人机界面使用原理 .......................................... 错误！未定义书签。 2.3解题思路与方案程序 (8) 2.3.1第一题 ............................................................................. 错误！未定义书签。 2.3.2第二题 ............................................................................. 错误！未定义书签。 2.3.3第三题 ............................................................................. 错误！未定义书签。 2.4实验效果的观测与分析 (12) 错误！未定义书签。 2.5实验错误 (12) 2.5.1错误的产生 ..................................................................... 错误！未定义书签。 2.5.2错误的解决 ..................................................................... 错误！未定义书签。
建筑设备自动化系统 课程设计(DOC)
课程设计任务书 课题名称建筑设备自动化系统 学院(部) 电子与控制工程学院 12 月26 日至 1 月 6 日共 2 周 指导教师(签 2017年 1 月 5 日 目录 一、设计要求 (1) 1. 设计内容 (1) 2. 技术要求 (2)
3. 给定条件 (2) 4. 发挥部分 (2) 二、设计系统简介 (2) 三、设计思想 (3) 四、设计依据 (3) 五、子系统设计 (4) 六、设备选型 (8) 七、结束语 (10) 八、设备清单 (10) 一、设计要求 1. 设计内容 1）图书实验楼公共区域；2）实验室；3）办公室 4）阅览室
2. 技术要求 1）采用全数字式电视监控系统（前端采用网络摄像机或摄像机加Video Streamer） 2）公共区域无死角，实验室考虑安全要求 3）主控室在五楼网络中心 3. 给定条件 1）某图书实验楼图纸及建筑概况 4. 发挥部分 设计入侵报警系统并与视频监控系统联动 二、设计系统简介 DVR硬盘录像机（digital video recorder），相对于传统的模拟视频录像机，采用硬盘录像，故常被称为硬盘录像机。它是一套进行图像存储处理的计算机系统，具有对图像/语音具有长时间录像、录音、远程监视和控制的功能，DVR集合了录像机、画面分割器、云台镜头控制、报警控制、网络传输等五功能集于一身，用一台设备就能具有模拟监控系统一大堆设备的功能，而且在价格上也越来越占有优势。 DVR采用的是数字录用技术，在图像处理、图像储存、检索、备份，以及网络传递、远程控制等方面也远远优于模拟监控设备。DVR代表了电视监控系统的发展方向，是目前市面上电视监控系统的首选产品。目前市面上主流的压缩技术有MPEG-2、MPEG-4、H.264等，而MPEG-4、H.264是国内最常见的压缩方式。从压缩卡上分有软压缩和硬压缩两种。软压受CPU影响太大，做不到全时显示图像和录像，故逐渐被硬压缩取代。从摄像机输入录像上分为1路、2路、4路、6路、9路、12路、16路、32路，甚至更多路数。
自动控制课程设计报告书
1 设计目的 (2) 2 设计容与条件 (2) 2.1 设计容 (2) 2.2 设计条件 (2) 3 滞后校正特性及设计一般步骤 (2) 3.1 滞后特性校正 (2) 3.2滞后校正设计一般步骤 (3) 4 校正系统分析 (3) 4.1校正参数确定 (3) 4.2校正前后系统特征根及图像 (6) 4.3 函数动态性能指标及其图像 (10) 4.4系统校正前后根轨迹及其图像 (11) 4.5 Nyquist图 (12) 4.6 Bode图 (15) 5 设计心得体会 (17) 6 设计主要参考文献 (18)
串联滞后校正装置设计 1、设计目的： 1) 了解控制系统设计的一般方法、步骤。 2) 掌握对系统进行稳定性分析、稳态误差分析以及动态特性分析的方法。 3) 掌握利用MATLAB 对控制理论容进行分析和研究的技能。 4) 提高分析问题解决问题的能力。 2、设计容与条件： 2.1设计容： 1) 阅读有关资料。 2) 对系统进行稳定性分析、稳态误差分析以及动态特性分析。 3) 绘制根轨迹图、Bode 图、Nyquist 图。 4) 设计校正系统，满足工作要求。 2.2设计条件： 已知单位负反馈系统的开环传递函数0 K G(S)S(0.0625S 1)(0.2S 1) = ++， 试用频率法设计 串联滞后校正装置，使系统的相位裕度050γ=，静态速度误差系数1 v K 40s -=，增 益欲度>17dB 。 3、滞后校正特性及设计一般步骤： 3.1滞后特性校正： 滞后校正就是在前向通道中串联传递函数为)(s G c 的校正装置来校正控制系统，)(s G c 的表达式如下所示。 1,11)(<++= a Ts aTs s G c 其中，参数a 、T 可调。滞后校正的高频段是负增益，因此，滞后校正对系统中高频噪声有削弱作用，增强了抗干扰能力。可以利用滞后校正的这一低通滤波所造成的高频衰减特性，降低系统的截止频率，提高系统的相位裕度，以改善系统的暂态性能。 滞后校正的基本原理是利用滞后网络的高频幅值衰减特性使系统截止频率下降，从而使系统获得足够的相位裕度。或者，是利用滞后网络的低通滤波特性，
自动化自动控制课程设计方案报告
动控制课程设计报告 班级：自动化08-1班 学号：08051116 姓名：刘加伟 2018.7.17
任务一、双容水箱的建模、仿真模拟、控制系统设计 一、控制系统设计任务 1、通过测量实际装置的尺寸，采集DCS系统的数据建立二阶水箱液位对象 模型。<先建立机理模型，并在某工作点进行线性化，求传递函数） 2、根据建立二阶水箱液位对象模型，在计算机自动控制实验箱上利用电 阻、电容、放大器的元件模拟二阶水箱液位对象。 3、通过NI USB-6008数据采集卡采集模拟对象的数据，测试被控对象的开 环特性，验证模拟对象的正确性。 4、采用纯比例控制，分析闭环控制系统随比例系数变化控制性能指标<超调 量，上升时间，调节时间，稳态误差等）的变化。 5、采用PI控制器，利用根轨迹法判断系统的稳定性，使用Matlab中 SISOTOOLS设计控制系统性能指标，并将控制器应用于实际模拟仿真系统，观测实际系统能否达到设计的性能指标。 6、采用PID控制，分析不同参数下，控制系统的调节效果。 7、通过串联超前滞后环节校正系统，使用Matlab中SISOTOOLS设计控制系统性能指 标，并将校正环节应用于实际模拟仿真系统，观测实际系统能否达到设计的性能指标。
(一)建立模型 (二)实验模型及改变阶跃后曲线： 1．取阶跃曲线按照以下模型建立系统辨识模型： 一般取为0.4和0.8 计算上行阶跃各参数： T1=171.26 T2=50.50 K=160.47 t1=141 t2=338 建立传递函数为： G(s>= 计算下行阶跃各参数： T1=84.20 T2=48.67 K=148.08 t1=89 t2=198 建立传递函数为： G(s>= 2．建立机理模型
电子自动化课程设计 U盘电路设计
课程设计 课程名称电子设计自动化课程设计题目名称U盘电路设计 专业班级2015级**** 学生姓名赵*森 学号**** 指导教师*** 二○一七年一月三日
蚌埠学院计算机工程学院课程设计成绩评定表
蚌埠学院计算机工程学院课程设计任务书
目录 一、绪论 (1) 二、电路工作原理说明 (1) 三、设计步骤 （一）制作元件 (2) （二）绘制原理图 (7) （三）设计PCB (11) （四）绘制PCB板 (14) 四、参考文献 (15)
一、绪论 Altium Designer系统是Altium公司于2006年年初推出的一种电子设计自动化(Electronic Design Automation，EDA)设计软件。该软件综合电子产品一体化开发所需的所有必须技术和功能。Altium Designer 在单一设计环境中集成板级和FPGA系统设计、基于FPGA和分立处理器的嵌入式软件开发以及PCB版图设计、编辑和制造，并集成了现代设计数据管理功能，使得Altium Designer 成为电子产品开发的完整解决方案。 U盘是应用广泛的便携式存储器件，其原理简单，所用芯片数量少，价格便宜，使用方便，可以直接插入计算机的USB接口。 本实例针对网上公布的一种U盘电路，介绍其电路原理图和PCB图的绘制过程。首先制作原件K9F080U0B、IC1114和电源芯片AT1201，给出原件编辑制作和添加封装的详细过程，然后利用制作的元件，设计制作一个U盘电路，绘制U 盘的电路原理图。 二、电路工作原理说明 U盘电路的原理图如图所示，其中包括两个主要的芯片，即Flash存储器K9F080U0B和USB桥接芯片IC1114。
建筑设备自动化系统课程设计
建筑设备自动化系统课程设计 课题名称图书实验楼电视监控系统的设计 学院(部) 电子与控制工程学院 专业建筑设施智能技术 班级28060601 学生姓名梁潇 学号35
前言 随着科技的发展、社会的进步，许多高级建筑物（例如：商务大厦、会展中心、党政机关、企事业单位办公楼，高级宾馆，高级写字间）内包含的楼宇设备设备和不同功能的子系统越来越多，越来越复杂。同时，建筑物业主希望整个系统具有更高的性能、更高的效率和相对低的维护扩展费用。但由于不同厂商提供了不同功能的产品和子系统，采用了不同的通信协议，因此将造成各子系统有不同的通信速率、不同的编码格式和不同的通信规则，致使各子系统间实现互操作和系统互连将很困难，实现智能建筑的系统一体化集成更就无从谈起。如果各子系统孤立运行，不仅难以对整个系统进行统一的协调和管理，会有较高的运行和维护费用，而且不利于系统扩展和改造。现在，建筑物业主和管理者迫切需要一种开放的、可互操作的控制技术。通过这种技术建筑物内的各种自控设备都可方便地集成在一起，实现各个子系统和各个设备间的自由通信，以求取得最佳的经济利益。本次课程设计主要介绍楼宇电视监控系统，以及入侵报警系统与视频监控系统的联动。
目录 1.设计要求 (4) 2.设计思想 (4) 3.方案及产品选择 (5) 4.各子系统设计 (6) 5.结束语 (16) 6.设备清单 (17) 7.参考文献 (18) 8.附图（系统图、平面图） (19)
正文 设计要求 1.初步掌握简单的建筑设备自动化子系统设计的基本方法，包括：根据设计任务书要求，确定建筑设备自动化子系统的内容，通过调查研究，确定系统结构和产品，画出建筑设备自动化子系统的系统图、平面设计图，并写出设计说明书； 2.了解智建筑设备自动化系统的最新发展和主流技术与产品； 3.培养初步设计能力和独立解决问题的能力。对设计中遇到的问题，能通过上网查阅资料和独立思考寻找解决问题的办法。 设计思想 本着系统既要先进、实用、成熟、可靠，又要做到系统开放性、可扩展性好，兼顾投资合理、效益最佳的目的。电视监控系统对现场设备进行集中监视、控制和管理，使这些设备得以安全、可靠、高效地运行，最大限度地发挥智能管理的作用，创造安全、健康、舒适宜人和能提高工作效率的优良环境。
自控课程设计报告概要
成绩 课程设计报告 题目控制系统的设计与校正 课程名称自动控制原理课程设计 院部名称机电工程学院 专业电气工程及其自动化 班级 10电气(1) 学生姓名董天宠 学号 1004103037 课程设计地点 C306 课程设计学时 1周 指导教师陈丽换 金陵科技学院教务处制
目录 一、设计目的 (3) 二、设计任务与要求 (3) 三、设计方案 (4) 四、校正函数的设计 (4) 4.1、校正前系统特性 (4) 4.2、利用MATLAB语言计算出超前校正器的传递函数 (6) 4.3校验系统校正后系统是否满足题目要求 (7) 五、函数特征根的计算 (8) 5.1校正前 (8) 5.2校正后 (9) 六、系统动态性能分析 (10) 6.1 校正前单位阶跃响应 (10) 6.2校正前单位脉冲响应 (11) 6.3校正前单位斜坡信号 (14) 七、校正后动态性能分析 (14) 7.1 校正后单位阶跃响应 (15) 7.2 校正后单位冲击响应 (15) 7.3 校正后单位斜坡响应 (16) 八、系统的根轨迹分析 (17) 8.1、校正前根轨迹分析 (17) 8.2、校正后根轨迹分析 (19) 九、系统的奈奎斯特曲线分析 (21) 9.1校正前奈奎斯特曲线分析 (21) 9.2 校正后奈奎斯特曲线分析 (22) 设计小结 (23) 参考文献 (24)
1.设计目的 1）掌握自动控制原理的时域分析法，根轨迹法，频域分析法，以及各种补偿（校正）装置的作用及用法，能够利用不同的分析法对给定系统进行性能分析，能根据不同的系统性 能指标要求进行合理的系统设计，并调试满足系统的指标。 2）学会使用MATLAB 语言及Simulink 动态仿真工具进行系统仿真与调试。 2.设计任务与要求 已知单位负反馈系统的开环传递函数0 K G(S)S(0.1S 1)(0.001S 1) = ++， 试用频率法设计串联超前校正装置，使系统的相位裕度 045γ≥，静态速度误差系数1v K 1000s -= 1）首先， 根据给定的性能指标选择合适的校正方式对原系统进行校正，使其满足工作要求。要求程序执行的结果中有校正装置传递函数和校正后系统开环传递函数，校正装置的参数T ，α等的值。 2)利用MATLAB 函数求出校正前与校正后系统的特征根，并 判断其系统是否稳定，为什么? 3)利用MATLAB 作出系统校正前与校正后的单位脉冲响应曲线，单位阶跃响应曲线，单位斜坡响应曲线，分析这三种曲线的关系？求出系统校正前与校正后的动态性能指标 σ%、tr 、tp 、ts 以及稳态误差的值，并分析其有何变化？
青岛农业大学电子设计自动化与专用集成电路课程设计报告汇总
青岛农业大学 理学与信息科学学院 电子设计自动化及专用集成电路 课程设计报告 设计题目一、设计一个二人抢答器二、密码锁 学生专业班级 学生姓名（学号） 指导教师 完成时间 实习（设计）地点信息楼121 年 11 月 1 日
一、课程设计目的和任务 课程设计目的：本次课程设计是在学生学习完数字电路、模拟电路、电子设计自动化的相关课程之后进行的。通过对数字集成电路或模拟集成电路的模拟与仿真等，熟练使用相关软件设计具有较强功能的电路，提高实际动手，为将来设计大规模集成电路打下基础。 课程设计任务： 一、设计一个二人抢答器。要求： （1）两人抢答，先抢有效，用发光二极管显示是否抢到答题权。 （2）每人两位计分显示，打错不加分，答对可加10、20、30分。 （3）每题结束后，裁判按复位，重新抢答。 （4）累积加分，裁判可随时清除。 二、密码锁 设计四位十进制密码锁，输入密码正确，绿灯亮，开锁；不正确，红灯亮，不能开锁。密码可由用户自行设置。 二、分析与设计 1、设计任务分析 （1）二人抢答器用Verilog硬件描述语言设计抢答器，实现： 1、二人通过按键抢答，最先按下按键的人抢答成功，此后其他人抢答无效。 2、每次只有一人可获得抢答资格，一次抢答完后主持人通过复位按键复位，选手再从新抢答。 3、有从新开始游戏按键，游戏从新开始时每位选手初始分为零分，答对可选择加10分、20分，30分，最高九十分。 4、选手抢答成功时其对应的分数显示。 （2）密码锁 1、第一个数字控制键用来进行密码的输入 2、第二个按键控制数字位数的移动及调用密码判断程序。当确认后如果显示数据与预置密码相同，则LED 亮；如不相等，则无反应。按下复位键，计数等均复位
自动化课程设计
目录 一、设计课题 (2) 二、设计思路 (2) 三、所用器件 (2) 四、设计原理 (2) 1.逻辑电路部分 (2) 2.计数器部分 (6) 3.显示部分 (9) 五、工作过程及仿真 (10) 1.总电路图 (10) 2.仿真过程 (11) 六、实验总结 (11) 1.问题与思考 (11) 2.实验总结 (12) 七、参考文献 (12)
一、设计课题 课题名称：《关于自动贩卖机的电子课程设计》 课题说明：题目要求设计一个自动售货机的逻辑电路及显示剩余量的电路。假设售货机只能识别一元硬币及五元纸币，且售货机只卖一种饮料，其价格为两元钱。同时，题目还要求显示找钱信息。二、设计思路 由题目要求可知，可以将待设计的电路分为三大块：逻辑电路、计数电路及显示电路。 1.逻辑电路部分利用数字电路技术中卡诺图化简法将问题简 化，再结合时序逻辑电路的分析方法进行设计。 2.计数电路部分可以利用两个减法计数器级联进行减法计数。 3.显示部分可以利用译码器加数码管的组合进行显示。 三、所用器件 74ls74*2（D触发器）、74ls32*4（两输入或门）、74ls02（两输入或非门）、sw-spst若干（开关）、74ls192*2（减法计数器）、74ls48*2（译码器）、数码管两个、时钟脉冲发生器一个、LED两个、电阻若干。 四、设计原理 (1)逻辑电路 由给定的逻辑功能确定电路应包含的状态，并画出状态表。 假设投币信号为输入逻辑变量，投入两元钱时（两个一元）用A=1表示，未投入时用A=0表示。投入一张五元钱用B=1表示，未
投入时B=0。给出饮料及找钱为两个输出变量，分别以Y和Z表示。给出饮料时Y=1，不给出时Y=0；找钱时Z=1，不找钱时Z=0。 当然，需要假定通过传感器产生的投币信号（A或B）在电路转入新状态的同时随之消失。 设未投币前电路的初始状态为S0，投入两元钱后电路状态为S1（出饮料但是不找钱，同时输出Y=1，Z=0），投入五钱后电路状态为S2（出饮料而且找钱，同时输出Y=1，Z=1）。 由上述假设我们可以得到电路的状态转换表（表1）。 因为正常工作中不会出现AB=11的情况，所以与之对应的S及YZ均作约束处理。 取触发器的位数为n=2，以触发器的状态Q1Q0的00、01、10、11分别代表S0、S1、S2、S3，则从状态转换表即可画出表示电路次态/输出（Q1Q0/YZ）的卡诺图（表2）。因为正常工作时不出现Q1Q0=11的状态，所以与之对应的最小项也作约束项处理。
自控原理课程设计报告剖析
扬州大学水利与能源动力工程学院 课程实习报告 课程名称：自动控制原理及专业软件应用课程实习题目名称：三阶系统校正 年级专业及班级： 姓名： 学号： 指导教师： 评定成绩： 教师评语： 指导老师签名： 年月日
目录 摘要 (3) 一、课程实习任务和要求 (4) 二、未校正系统的分析 (5) （一）未校正系统零极点图 (5) （二）未校正系统根轨迹分析 (5) （三）未校正系统时域分析 (8) （四）未校正系统频域分析 (9) 三、校正系统的设计 (11) （一）理论分析 (11) （二）理论计算 (13) 四、校正后系统性能分析 (15) （一）频域分析 (15) （二）时域分析 (16) 五、电路设计 (18) （一）典型环节电路图 (18) （二）校正后系统电路设计 (27) 小结 (28)
摘要 所谓校正，就是在系统不可变部分的基础上，加入适当的校正元部件，使系统满足给定的性能指标。主要有两大类校正方法：分析法与综合法。分析法把校正装置归结为易于实现的超前校正、滞后校正、超前—滞后校正等几种类型，它们的结构是已知的，而参数可调。通过校正方法确定这些校正装置的参数。综合法又称为期望特性法。它的基本思路是按照设计任务所要求的性能指标，构造期望的数学模型，然后选择校正装置的数学模型，使系统校正后的数学模型等于期望的数学模型。 本次课程设计，要求我在掌握自动控制理论基本原理，一般电学系统自动控制方法的基础上，用MATLAB实现系统的仿真与调试。在课程实习中，先对待校正装置进行时域分析和频域分析，在算出原装置的参数，与系统要求对比之后决定使用串联滞后校正。计算出串联滞后校正参数，将参数带入待校正的系统。校正后的系统经过校验满足了系统要求。再Simulink对系统进行了仿真，之后画出了校正系统的电路图。 关键字：串联校正串联滞后时域分析频域分析
Wincc课程设计报告——自动化
内蒙古建筑职业技术学院《组态软件WINCC及其应用》设计报告 水箱液位的WinCC监控 姓名： 学号： 专业班级： 指导老师： 所在学院： 年月日
本设计是基于SIMATIC WinCC的水箱液位监控系统，可以自动完成蓄水和排水功能，满足工业生产过程中的需要。SIMATIC WinCC是第一个使用最新的32位技术的过程监视系统，具有良好的开放性和灵活性。 随着科学技术的发展，工业生产过程的自动化水平越来越高，相应的要求其控制界面也应该越来越人性化和简洁化，人们也逐渐意识到原有的上位机编程的开发方式。WINCC软件是一种通用的工业监控软件，它把过程控制设计、现场操作以及工厂资源管理与一体，实现最优化管理。它基于Microsoft Windows XP/NT2000操作系统，用户可以在企业网络的所有层次的各个位置上都可以获得系统的实时信息。采用组态王软件开发工业监控工程，可以极大地增强用户生产控制能力、提高工厂的生产力和效率、提高产品的质量、减少成本及原材料的消耗。它适用于从单一设备的生产运营管理和故障诊断，到网络结构分布是大型集中监控管理系统的开发。它以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统。 关键字：WinCC、自动化、工业监控
This design is based on SIMATIC WinCC water control system, you can auto-complete of water storage and drainage features, and meet the needs of industrial production processes. SIMATIC WinCC is the first process monitoring systems with the latest 32-bit technology, openness and flexibility with good. With the development of science and technology, the industry increasingly higher level of automation of the production process, the corresponding requirements under its control interface should be more humane and simplicity of, people also come to realize that the original development of computer programming.WINCCsoftware is a general industrial monitor software, it design, hands-on process control and plant resource management and integration, achieving optimal management. It is based on the Microsoft Windows XP/NT2000 operating system, the user can at all levels of the corporate network wherever it can get real time information system. Using the kingview software development industry to monitor the project, can greatly enhance user control, to improve productivity and efficiency, improve product quality, reduce costs and raw material consumption. It is suitable for production and operations management from a single device and troubleshooting to the network structure is the distribution of the large concentrated monitoring system development. It to a standard industry computer software and hardware platforms constitute integrated system to replace the traditional closed systems. Keywords: WinCC,Automation , industrial monitor
自动化工作心得体会
自动化工作心得体会 篇一：自动化系统建设心得体会 难忘的南京 8月，我怀着期待的心情坐上了开往南京的火车。这是我第一次来到南京，在我的记忆里南京是一个富庶发达的地方。果不其然，这里高楼林立，人头攒动。我已经做好准备，蓄势待发。 经过简单休整，第二天我们就进入正题。领导的基本思路就是先培训，对系统有一个总体的了解，然后开始系统建设。 培训非常有针对性，讲师都非常专业，既有D5000系统的数据分析和数据共享的实现方式，又有凝思磐石操作系统安装演示，还有达梦数据库原理。对于我来说，整个系统都是陌生的。经过一个星期的学习，我对D5000系统有了一个初步的认识。从后边的实际操作中我发现系统的理论学习是非常有必要的。 第二周之后就开始具体的画图、填库、做公式、做报表等工作。画图和填库工作量最为庞大，花费的时间也最多，但这工作是以后所有工作的基础，所以要细之又细、慎之又慎。D5000系统在公式方面给我的印象最为深刻，它可以非
常简单的实现许多其他厂家系统实现不了或者很难实现的功能，D5000系统很多方面的设计在我看来还是非常人性化的。每天的工作都很充实，即使是加班也没有人喊累。这是一个友爱的团队。大家一起游玩，一起吃饭，一起看电影，估计以后很难再有这样的时光了。 美好的时光总是那么短暂。我会将我学到的知识运用到我的日常工作中。我会记住这次系统建设。记住大家的友谊。 再见，南京。 篇二：自动化课程设计心得 自动化课程设计心得 课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对实际工作能力的具体训练和考察过程.随着暖通科学技术发展的日新日异，暖通自动化控制已经成为当今较为前活跃的领域，在生活中可以说得是无处不在。因此在我们学习暖通书面知识的同时，我们更应该加强实际中的知识的应用。 在刘老师的指导下，我顺利的完成了本次建筑设备自动化课程设计中规定的内容，收获颇多，感触很深。通过课程设计，掌握了什么是系统原理，系统设计工作的基本过程
自动控制原理课程设计报告
成绩： 自动控制原理 课程设计报告 学生姓名：黄国盛 班级：工化144 学号：201421714406 指导老师：刘芹 设计时间：2016.11.28-2016.12.2
目录 1.设计任务与要求 (1) 2.设计方法及步骤 (1) 2.1系统的开环增益 (1) 2.2校正前的系统 (1) 2.2.1校正前系统的Bode图和阶跃响应曲线 (1) 2.2.2MATLAB程序 (2) 3.3校正方案选择和设计 (3) 3.3.1校正方案选择及结构图 (3) 3.3.2校正装置参数计算 (3) 3.3.3MATLAB程序 (4) 3.4校正后的系统 (4) 3.4.1校正后系统的Bode图和阶跃响应曲线 (4) 3.4.2MATLAB程序 (6) 3.5系统模拟电路图 (6) 3.5.1未校正系统模拟电路图 (6) 3.5.2校正后系统模拟电路图 (7) 3.5.3校正前、后系统阶跃响应曲线 (8) 4.课程设计小结和心得 (9) 5.参考文献 (10)
1.设计任务与要求 题目2：已知单位负反馈系统被控制对象的开环传递函数 ()() 00.51K G s s s =+用串联校正的频率域方法对系统进行串联校正设计。 任务：用串联校正的频率域方法对系统进行串联校正设计，使系统满足如下动态及静态性能 指标： （1）在单位斜坡信号作用下，系统的稳态误差0.05ss e rad <； （2）系统校正后，相位裕量45γ> 。 （3）截止频率6/c rad s ω>。 2.设计方法及步骤 2.1系统的开环增益 由稳态误差要求得：20≥K ，取20=K ；得s G 1s 5.0201)s(0.5s 20)s (20+=+=2.2校正前的系统 2.2.1校正前系统的Bode 图和阶跃响应曲线 图2.2.1-1校正前系统的Bode 图
电子设计自动化课程设计报告
电子设计自动化课程设计报告
电子设计自动化课程设计报告
学生姓名： 学号： 课设题目： VGA彩条信号显示控制器设计同组人：
电子设计自动化课程设计报告 郝欣欣 一、课程设计内容 1、使用Verilog语言和Modelsim仿真器完成可显示横彩条、竖彩条、棋盘格相间的VGA控制器的设计和验证 2、设计并验证可显示英语单词”HIT”的VGA 控制器 3、使用Quartus II和SOPC实验箱验证设计的正确性 4、Verilog代码要符合微电子中心编码标准 二、FPGA原理 CPLD、FPGA是在PAL、GAL等基础上发展起来的一种具有丰富的可编程I/O 引脚、逻辑宏单元、门电路以及RAM空间的可编程逻辑器件，几乎所有应用门阵列、PLD和中小规模通用数字集成电路的场合均可应用FPGA和CPLD器件。CPLD的设计是基于乘积项选择矩阵来实现的，而FPGA基于查找表来设计的。查找表就是实现将输入信号的各种组合功能以一定的次序写入RAM中，然后在输入信号的作用下，输出特定的函数运算结果。其结构图如图1所示： 图1. FPGA查找表单元 一个N输入查找表(LUT，Look Up Table)可以实现N个输入变量的任何逻辑功能，如N输入“与”、N输入“异或”等。
输入多于N个的函数、方程必须分开用几个查找表（LUT）实现（如图2 所示）。 图2 FPGA查找表单元内部结构 该系统设计中，FPGA芯片用的是ALTERA公司的EP1K30QC208-2，它的系统结构如图3所示。它由若干个逻辑单元和中央布线池加I/O端口构成
图3 EP1K30QC208内部结构 三、VGA接口 VGA的全称为Video Graphic Array，即显示绘图阵列。在PC行业发展的初期，VGA以其支持在640X480的较高分辨率下同时显示16种色彩或256种灰度，同时在320X240分辨率下可以同时显示256种颜色的良好特性得到广泛支持。后来，厂商们纷纷在VGA基础上加以扩充，如将显存提高至1M并使其支持更高分辨率如800X600或1024X768，这些扩充的模式就称之为VESA(Video Electronics Standards Association，视频电子标准协会)的Super VGA模式，简称SVGA，现在的显卡和显示器都支持SVGA模式。 图4 VGA接口 VGA接口就是显卡上输出模拟信号的接口，也叫D-Sub接口。VGA接口是一种D型接口，上面共有15针空，分成三排，每排五个。VGA接口是显卡上应用最为广泛的接口类型，绝大多数的显卡都带有此种接口。 表1 VGA管脚定义 管脚定义 1 红基色 red 2 绿基色 green 3 蓝基色 blue 4 地址码 ID Bit 5 自测试 (各家定义不同)
建筑设备自动化课程设计报告书
. . . . 建筑大学热能工程学院 建筑设备自动化 课程设计说明书 题目：制冷机房1监控设计 专业：建筑设施智能技术 班级：建智111 ：周文圣 学号： 2011031214 指导教师：慧、王桂荣 热能工程学院 第一章摘要
1.1工程概况 该工程为某制冷机房空调水系统，由冷水机组提供制冷量。包括三台冷水机组、三台冷却水泵、三台冷冻水泵和三台冷却塔。多台冷水机组是以多台压缩机并联工作的形式优化了冷水机组的工作结构，从而达到高效的制冷量输出。 1.2设计原则 1.设备运行安全； 2.满足用户的负荷需要； 3.最大限度节能； 1.3设计任务 1.冷冻水系统监控任务 （1）保证冷水机组的蒸发器通过足够的水量，以使蒸发器正常工作，防止出现冻结现象； （2）随着用户负荷的变化，自动调整冷水机组供冷量，调整供给用户的冷冻水量； （3）保证用户端一定的供水压力； （4）在满足使用要求的前提下，尽可能减少冷冻泵的电耗。 2.冷却水系统监控任务 （1）保证冷水机组冷凝器通过足够的水量； （2）根据室外气候及冷负荷变化情况调节冷却水运行工况，使冷却水温度在要求的围； （3）根据冷水机组运行台数，自动调节冷却水泵和冷却塔的运行台数，控制相关阀门的关闭； （4）在满足使用要求的前提下，尽可能减少冷却泵的电耗。 1.4设计容 1.根据空调机房监控要求，设计监控方案。 2.确定传感器、执行器类型，布置传感器和执行器位置，统计传感器和执行器数量。 3.根据传感器和执行器样本，正确选择传感器和执行器，列表统计编号、名
称、型号、规格、参数和生产厂家等信息。 4.统计模拟量、数字量输入输出点数，根据PLC产品样本选择相应智能模块，正确配置PLC硬件系统；绘制各模块接线图。绘制空调机房监控原理图；标明数据采集点（AI、DI）、控制点（AO、DO）。 第二章监控方案
楼宇自动化课程设计
评定成绩： 《楼宇自动化系统原理及应用》课程设计报告 题目：供热系统自动控制 系、部：自动化 组员姓名：陈旭、张潍、张国正、张强 刘志敏、王良平、张颖、杨文华 指导教师：林海波 专业：电器工程及其自动化 班级：05110803 完成时间：2011年12月19日
目录 一、西门子PLC介绍4 二、二传感器及变送器6 2.1压力变送器工作原理6 2.2压力变送器选型6 2.3温度传感器选型6 三、PLC-PID控制的实现9 四、供热系统设计方案11 4.1.1监控功能11 4.1.2监控点位设计11 4.1.3热水二次循环泵控制11 4.1.4变频器连接控制13 4.1.5 补水泵控制系统（因要维持热供水末端压差恒定需加补水设计）14 4.1. 5.1补水泵系统方案图14 4.2供热系统连锁控制17 4.3供热系统运行及调节控制19 4.4供热系统连锁控制流程图20 4.5供热系统PID调节原理框图21 4.6使用西门子PLC STEP7完成供热系统连锁控制和PID调节编程及仿真 22 致谢24
参考文献25
供热系统自动控制设计 主要内容：1、供热系统运行参数及状态监控点版/位及常用传感器，电气控制一、二次接线图和原理图设计。 2、供热系统连锁控制； 3、供热系统运行及调节控制； 4、供热系统连锁控制流程图； 5、供热系统PID调节原理框图； 6、使用西门子PLC STEP7完成供热系统连锁控制和PID调节编程及仿真。 摘要：我国北方城市冬季供热期较长，分散式锅炉供热所占比重较大，供热质量的好坏将对减少城市环境污染、节约能源起到重要作用。从供热的角度考虑，应在节省能源的条件下使用户感到舒适为目标。目前一般的供热系统均采用PID控制算法、回水的平均温度进行调节，这种算法具有简单、参数调整方便等优点。当由于环境温度发生变化，用户需求热量也相应变化。因此为了满足这一要求，可以通过控制锅炉出口一次高温水的流量和温度，使得一次高温水和热交换站交换的二次低温水的温度随室外温度而变化。本设计采用西门子PLC对供暖系统进行控制，具有实用、安全可靠、操作简单、节能效果显著的优点。 关键字：供热系统、温度控制、PID、PLC 一、西门子PLC介绍 德国西门子（SIEMENS）公司生产的可编程序控制器在我国的应用也相当广泛，在冶金、化工、印刷生产线等领域都有应用。西门子（SIEMENS）公司的
自动控制原理课程设计报告
自控课程设计课程设计(论文) 设计（论文）题目单位反馈系统中传递函数的研究 学院名称Z Z Z Z学院 专业名称Z Z Z Z Z 学生姓名Z Z Z 学生学号Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z 任课教师Z Z Z Z Z 设计（论文）成绩
单位反馈系统中传递函数的研究 一、设计题目 设单位反馈系统被控对象的传递函数为 ) 2)(1()(0 0++= s s s K s G （ksm7） 1、画出未校正系统的根轨迹图，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=10。 （2）相角稳定裕度γ>45o , 幅值稳定裕度H>12。 （3）系统对阶跃响应的超调量Mp <25%,系统的调节时间Ts<15s 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。计算校正后系统的截止频率Wc 和穿频率Wx 。 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，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。 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、设计方法 1、未校正系统的根轨迹图分析 根轨迹简称根迹，它是开环系统某一参数从0变为无穷时，闭环系统特征方程式的根在s 平面上变化的轨迹。 1）、确定根轨迹起点和终点。 根轨迹起于开环极点，终于开环零点；本题中无零点，极点为：0、-1、-2 。故起于0、-1、-2，终于无穷处。 2）、确定分支数。 根轨迹分支数与开环有限零点数m 和有限极点数n 中大者相等，连续并且对称于实轴；本题中分支数为3条。
智能建筑设备自动化系统课程设计说明书
智能建筑设备自动化系统课程设计说明书 题目：桂香宾馆火灾自动报警及消防设计 题目类型：工程设计 院（系）：机电工程学院 专业：建筑环境与设备工程 学生姓名： 学号： 指导教师： 2011年01月04日
引言 随着社会的不断发展，我国经济实力的增强，生活水平的提高，人们对生活质量，特别是生活空间居住环境的要求也在日益提高，人们对自身的居住环境的各种安全因素越来越重视。 当今，智能建筑已稳步发展，日渐普及人们的生活及起居。智能建筑是信息时代的必然产物，是建筑艺术与控制技术、计算机技术、通信技术等高新技术的巧妙集成。在国内外整加速建设信息高速公路的今天，智能建筑以其安全、高效、舒适、灵活、投资合理等诸多优点，成为信息社会最重要的基础设施之一，已受到各国政府喝企业的高度重视，正迅速发展成为一个心形的技术产业。相对于传统建筑，智能建筑投资巨大，多为高层和超高层建筑，且其用途多以重要的办公大楼、财贸金融中心、电信大楼广播电视大楼以及高级宾馆等为主，建筑本身的重要性决定了智能建筑应将安全问题摆在首位，而火灾时发生频率较高的灾害，消防人员扑救难度大，人员疏散困难，一旦发生火灾，后果不堪设想。 在智能建筑中，火灾自动报警和消防联动控制系统（简称消防系统），是一个相对独立的完整系统。它包括火灾自动报警和消防联动控制两个大的子系统。其监控范围主要包括自动监测与报警、灭火、排烟、联动控制、紧急广播等。消防系统对确保建筑的安全非常重要，有无消防系统是智能大厦投入使用的先决条件。火灾自动报警及消防联动系统，作为或在读嫌弃预报、火灾的及时扑灭、保障人身和财产安全，起到了不可替代的作用。火灾自动报警系统是人们为了早期发现火灾，并及时采取有效措施，控制和扑灭火灾，而设置在建筑物中火其他场所的一种自动消防设施，是人们和火灾做斗争的有力工具。 本次设计的主要目的： （1）掌握并能熟练运用计算机绘制火灾自动报警及消防联动系统图。 （2）熟悉建筑火灾报警及消防设计《规范》、《手册》、《标准图集》。 （3）掌握工程图设计程序及要求。 （4）掌握按已知条件和设计要求考虑和解决一般高层建筑内火灾报警，及消防工程的原则问题和某些具体问题。 （5）通过本设计进一步巩固基本知识，并学会运用基本知识，结合设计规范，理论联系实际，设计出满足使用功能，技术先进且经济合理的火灾自动报警及消防联动系统工程项目。
电气工程及自动化课程设计报告
WORD格式可编辑 电气工程基础课程设计题目发电厂主接线及线路电流保护设计 学生姓名 学号 学院 专业 指导教师 二Ｏ一Ｏ年十二月二十三日
通过这个具体的课题，综合运用所学知识，解决具体工程实际问题，学习工程设计的基本技能，基本程序和基本方法，培养自己的科学研究和设计计算方面的能力，培养自己关于工业建设中的政策观念和经济技术观念，扩大知识领域，提高学自己分析问题和解决问题的能力。 一、设计内容： 1.发电厂主接线方案的选择和主变型式的确定。 2.继电保护方式选择和整定的计算。 3.绘图 4.整理说明书及计算书 为满足某地区经济发展和人民生活对电力的需要，经系统规划设计论证，新建做发电厂，发电厂与系统连接情况如下图
一、建设规模 1此发电厂安装3台发电机，额定电压为10.5kv 2发电厂升压至110kv和35kv后接入电网 3各电压侧出线回路数：110kv侧6回，35kv侧2回 二、主要参数 1发电机阻抗XG1=15Ω，XG2=10Ω，XG3=10Ω 2线路参数L1=L2=L3=60km、LBC=50km,L CD=30km,L DE=20km,线路阻抗0.4Ω/km 3.可靠系数KⅠrel=1.2 ，KⅡrel=KⅢrel =1.15，K st =1.5，K re=0.85 4.负荷电流I BC·Lmax =300A，I CD·Lmax =200A，I DE·Lmax=150A 5.发电机最多三台运行，最少一台运行，线路最多三条运行，最少一条运行。 设计计算书 原始材料分析 一、拟定主接线方案 1确定主变型式 相对单相变压器来说，三相变压器经济性能好、占地少、损耗也小。因此在我国330kv及以下电压等级，只要不受制造和运输条件