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哈尔滨工业大学高频课程设计中波电台发射系统与接收系统设计及仿真

哈尔滨工业大学高频课程设计中波电台发射系统与接收系统设计及仿真
哈尔滨工业大学高频课程设计中波电台发射系统与接收系统设计及仿真

通信电子线路

课程设计

中波电台发射系统与接收系统设计

学院:电信学院

专业:通信工程

姓名:

学号:

日期:2013年11月

1 引言

随着科学技术的不断发展,我们的生活越来越科技化。正是这些科学技术的进步,才使得我们的生活发生了翻天覆地的变化。

这学期,我们学习了《通信电子线路》这门课,让我对无线电通信方面的知识有了一定的认识与了解。通过这次的课程设计,可以来检验和考察自己理论知识的掌握情况,同时,在本课设结合Multisim软件来对中波电台发射机与接收机电路的设计与调试方法进行研究。既帮助我将理论变成实践,也使自己加深了对理论知识的理解,提高自己的设计能力。

1.1 发射机原理概述及框图

发射机的主要任务是完成有用的低频信号对高频载波的调制,将其变为在某一中心频率上具有一定带宽、适合通过天线发射的电磁波。

通常,发射机包括三个部分:高频部分,低频部分,和电源部分。高频部分一般包括主振荡器、缓冲放大、倍频器、中间放大、功放推动级与末级功放。主振器的作用是产生频率稳定的载波。为了提高频率稳定性,主振级往往采用石英晶体振荡器,并在它后面加上缓冲级,以削弱后级对主振器的影响。低频部分包括话筒、低频电压放大级、低频功率放大级与末级低频功率放大级。低频信号通过逐渐放大,在末级功放处获得所需的功率电平,以便对高频末级功率放大器进行调制。因此,末级低频功率放大级也叫调制器。超外差式调幅发射机系统原理框图如图1.1所示。

1.2 接收机原理概述及框图

接收机的主要任务是从已调制AM波中解调出原始有用信号,主要由输入电路、混频电路、中放电路、检波电路、低频放大器、低频功率放大电路和喇叭或耳机组成。原理框图如图1.2所示。

输入电路把空中许多无线电广播电台发出的信号选择其中一个,送给混频电路。混频将输入信号的频率变为中频,但其幅值变化规律不改变。不管输入的高频信号的频率如何,混频后的频率是固定的,我国规定为465KHZ。中频放大器将中频调幅信号放大到检波器所要求的大小。由检波器将中频调幅信号所携带的音频信号取下来,送给低频放大器。低频放大器将检波出来的音频信号进行电压放大。再由功率放大器将音频信号放大,放大到其功率能够推动扬声器或耳机的水平。由扬声器或耳机将音频电信号转变为声音。

2 调幅发射机电路设计与工作原理

2.1 主振荡器的设计与仿真

本机震荡电路的输出是发射机的载波信号,要求它的振荡频率应十分稳定。本次设计频率稳定度要求为10-3,可采用西勒振荡器满足其要求。

电路原理图如下:

静态工作点:由电阻R1,R2,R3,R4为三极管提供直流偏置工作点,考虑

到要避免顶部失真和底部失真的出现,所以最终选定电阻阻值为R1=21k ,R2=5k ,R3=1k ,R4=1.8k,从仿真结果也可以看出波形较好。

电感L2为高频扼流圈,应该采用较大的电感值,查阅相关资料后初始设定为L2=20mhH 。电容C1,C2为旁路电容,C7为耦合电容,应取较大值,这里取0.6uH 。

电容C3,C4,C5,C6与电感L1组成谐振回路,其中C6为可调电容,并且由C6和L1组成LC 谐振回路,并且使其呈感性。此时主要考虑谐振频率是否能够符合要求,以及是否能够满足起振条件。 谐振频率计算公式:03456344535C C C f C C C C C C C =+++。

起振条件为:AF>1,其中F=C3/C4。

根据题目中所给的要求,经过反复调试取

320,410000C pF C pF ==

6470C pF =

10.4L mH =

510C pF =

此时振荡频率可稳定在f 0=1.001MHz 比较理想。

任务书中给出三极管型号3DG6以及3DG12在软件中无法找到,故采用在与之效果类似的2N2222代替。

用Mulitisim仿真结果:

波形图

频率图

2.2 缓冲放大器的设计

缓冲隔离级将振荡级与功放级隔离,以减小功放级对振荡级的影响,因为功放级输出信号较大,工作状态的变化会影响振荡器的频率稳定度或波形失真或输出电压减小。为减小级间相互影响,通常在中间插入缓冲隔离级。缓冲隔离级经常采用射极跟随器电路,如图所示。

调节射极电阻2E R ,可以改变射极跟随器输入阻抗,如果忽略晶体管基极体电阻b b r '的影响,则射极输出器的输入电阻

'

'//L B i R R R β=

输出电阻 ()0210//r R R R E E +=

式中,0r 很小,所以可将射极输出器的输出电路等效为一个恒压源,电压放大倍数

i

m i m V R g R g A +=1 一般情况下,1>>i m R g ,所以图示射极输出器具有输入阻抗高、输出阻抗低、电压放大倍数近似于1的特点。晶体管的静态工作点应位于交流负载的中点,一般取CC CEQ V V 2

1=,()mA I CQ 10~3=,对于图示电路,若取V V CEQ 6=,mA I CEQ 4=,则

Ω==+5.121CQ EQ E E I V R R

取Ω=k R EQ 1电阻,Ω=k R E 12电位器

()Ω=+-==k I V V V I V R CQ BE CEQ CC BQ BQ

B 1010102β

Ω=-=k R V V V R B BQ

CC B 9.721

2.3 振幅调制电路的设计与仿真

MC1596模拟乘法器是一种能完成两个模拟量的相乘的电子元件。高频电子线路中的振幅调制就是载波和调制信号相乘的过程,MC1596内部电路如下图所示:

MC1596内部电路图

由于在Multisim软件中没有现成的MC1596乘法器可用,所以只好自己用元件搭接MC1596乘法器,课本上给出的乘法器调幅的电路是双边带调幅,我就据此进行了改装。首先先做出了MC1596的内部电路图,然后搭接其外围电路。

MC1596构成的振幅调制电路

静态工作点的设定:静态偏置电压的设置应保证各个晶体管工作在放大状态,即晶体管的集-基极间的电压应大于或等于2V,小于或等于最大允许工作电压。

在MC1596内部电路中,同样采用2N2222三级管,画出如上差分对管电路。

在外围电路中,两个10k电阻R4与R5构成的电路,通过调节50k的电位器,使1管脚电位比4管脚高V y,调制信号V与直流电压V y叠加后输入Y通道,调节电位器可改变V y的大小,可以调节Q6、Q8两端电位差,即改变调制指数Ma。

输入载波频率为1MHZ,调制信号频率1KHZ,输出端LC回路数值分别选用L=200uH,C=115pF,使谐振输出回路中心频率在1MHz左右。

用Mulitisim仿真结果:

2.4低频放大器的设计与仿真

本设计是将音频信号放大后输入调制电路,本次采用Ua741运算放大器完

成本设计,放大倍数大约100倍。电路原理图如下:

用Mulitisim仿真结果:

波形图

频率图

2.5 高频功率放大器的设计与仿真

高频功率放大电路由宽带功放和丙类功放两级组成。

丙类谐振功率放大器是利用选频网络作为负载回路的功率放大器。电路原理图如下:

功率放大器是依靠激励信号对放大管电流的控制,起到把集电极电源的直流功率变换成负载回路的交流功率的作用。在同样的直流功率的条件下,转换效率越高,输出的交流功率越大。

集电极瞬时电压为

Vc =V cm )cos(wt +Vcc

其最大值为

Vcmax=V CM +V CC =Vcc (ma +1)

当ma =0.8时

Vcmax =21V

高频一周的品均输出功率

P o =p cm

R U /*2/12=p cm R I **2/12=50mW, 当导通角为70时

436.0)70(1=α,)70(*m ax 1αc m c I I =,

所以

)

70(**220max αp c R P I ==0.1A 用Mulitisim 仿真结果:

波形图

可知其满足功率要求。

3 调幅接收机电路设计与工作原理

3.1 本机震荡电路的设计

为混频器产生fi,而且要求其必须是可调的,且能够跟踪fc,以实现变频功能。本地振荡器原理图如下:

3.2 混频电路的设计

两个输入信号:fc为高频已调信号,fi为本振信号。将fc不失真的变换为

f=| fi-fc |

混频电路的目的就是将调幅波的载波频率调至固定值465KHz。参考课本电路图,并结合前面用到的由MC1596构成的调幅电路,这里选择MC1596构成的混频器。故要改变输出端的谐振回路的参数,选取L=6mH,C=10pF,以使其调谐到465KHz,其他参数无需改变。电路原理图如下:

用m a为0.5,载波频率为1MHz,调制信号频率为1KHz的调幅波测试,仿真结果中波形不太规则,效果不甚理想。

3.3 中频放大电路的设计

输入电台信号与本振信号差出的中频信号fI恒为某一固定值465kHz ,它可以在中频“通道”中畅通无阻,并被逐级放大,即将这个频率固定的中频信号用固定调谐的中频放大器进行放大。而不需要的邻近电台信号和一些干扰信号与本振信号所产生的差频不是预定的中频,便被“拒之门外”,因此,接收机的选择性也大为提高。

中频放大器的设计指标为:中心频率f0=465KHZ,带宽为2Δf0.7=8KHZ。负载ZL为下级一个完全相同的晶体管的输入阻抗。

3.4 检波电路的设计

但本处采用二极管包络检波器,利用二极管包络检波时应注意防止惰性失真和负峰切割失真,电路原理图如下:

如果不产生惰性失真,则需满足:

m a=0.46, Ωmax=1KHz;

如果不产生负峰切割失真,则需满足:

R1=0.2R2,C1=C2,RC=(R1+R2)C1+R2C2,

取C=0.010uF,所以R<<30.7KΩ,

取R2=15KΩ,则R1=3KΩ,所以C1=C2=8nF,

取C3=10uF,R L=45KΩ。

最后接谐振回路进行选频可得

C4=200nF,L1=127mH。

检波后得到的波形也很好:

3.5 低频功率放大电路的设计

功率放大器的功能:将直流功率转化为交流功率,工作在非线性状态,即丙类。

功率放大器的特点:输入为大信号;要求输出功率尽可能大;管子工作在接近极限状态;效率要高;非线性失真要小;BJT的散热问题

低频放大器原理图及仿真

4.心得体会:

本次课程设计可以说是对我自己的一个很大的挑战,不过经过多日忙碌以及数日的熬夜苦战,虽然还有很多不足和问题,但我终于在期限之前完成了,看着自己的劳动成果,心里感觉特别充实,此次课程设计,我学到了很多东西,并对以后的毕业设计有了一个初步的了解。做好一个课程设计或毕业设计不仅需要具备扎实的书本知识并会善于应用,还要学会查阅资料,对以前学过的知识不清楚的地方还要进行复习,实在搞不懂的地方要向老师和同学请教,这样才能做出一个比较不错的课程设计。同时在设计的过程中发现了自己的不足之处,对以前所学过的知识理解得不够深刻,掌握得不够牢固,而且之前很少有过这样的经历,也通过这次课程设计,基本上把所学过的高频知识又重温了一遍,还预习了没有讲到的第九章变频电路的知识,通过课程设计,我理解到做任何事情都必须要具备耐心跟恒心,不能够半途而废,当遇到难题无法解决时要学会不耻下问,向身边的同学询问和请求帮助。本次课程设计中还有很多小问题,我这几天还会继续努力,争取在答辩之前得到更好地结果。

计算机仿真课程设计报告

、 北京理工大学珠海学院 课程设计任务书 2010 ~2011 学年第 2学期 学生姓名:林泽佳专业班级:08自动化1班指导教师:钟秋海工作部门:信息学院一、课程设计题目 : 《控制系统建模、分析、设计和仿真》 本课程设计共列出10个同等难度的设计题目,编号为:[0号题]、[1号题]、[2号题]、[3号题]、[4号题]、[5号题]、[6号题]、[7号题]、[8号题]、[9号题]。 学生必须选择与学号尾数相同的题目完成课程设计。例如,学号为8xxxxxxxxx2的学生必须选做[2号题]。 二、课程设计内容 (一)《控制系统建模、分析、设计和仿真》课题设计内容|

! " [2 有波纹控制器Dy(z)和一单位速度信号输入时的最少拍无波纹控制器Dw(z)。具体要求见(二)。 (二)《控制系统建模、分析、设计和仿真》课题设计要求及评分标准【共100分】 , 1、求被控对象传递函数G(s)的MATLAB描述。(2分) 2、求被控对象脉冲传递函数G(z)。(4分) 3、转换G(z)为零极点增益模型并按z-1形式排列。(2分) 4、确定误差脉冲传递函数Ge(z)形式,满足单位加速度信号输入时闭环稳态误差为零和实际 闭环系统稳定的要求。(6分) 5、确定闭环脉冲传递函数Gc(z)形式,满足控制器Dy(z)可实现、最少拍和实际闭环系统稳 定的要求。(8分)

6、根据4、5、列写方程组,求解Gc(z)和Ge(z)中的待定系数并最终求解Gc(z)和Ge(z) 。 (12分) 7、求针对单位加速度信号输入的最少拍有波纹控制器Dy(z)并说明Dy(z)的可实现性。 (3分) ! 8、用程序仿真方法分析加速度信号输入时闭环系统动态性能和稳态性能。(7分) 9、用图形仿真方法(Simulink)分析单位加速度信号输入时闭环系统动态性能和稳态性能。 (8分) 10、确定误差脉冲传递函数Ge(z)形式,满足单位速度信号输入时闭环稳态误差为零和实际 闭环系统稳定的要求。(6分) 11、确定闭环脉冲传递函数Gc(z)形式,满足控制器Dw(z)可实现、无波纹、最少拍和实际 闭环系统稳定的要求。(8分) 12、根据10、11、列写方程组,求解Gc(z)和Ge(z)中的待定系数并最终求解Gc(z)和Ge(z) 。 (12分) 13、求针对单位速度信号输入的最少拍无波纹控制器Dw(z)并说明Dw(z)的可实现性。(3分) 14、用程序仿真方法分析单位速度信号输入时闭环系统动态性能和稳态性能。(7分) 15、用图形仿真方法(Simulink)分析单位速度信号输入时闭环系统动态性能和稳态性能。 & (8分) 16、根据8、9、14、15、的分析,说明有波纹和无波纹的差别和物理意义。(4分) 三、进度安排 6月13至6月14:下达课程设计任务书;复习控制理论和计算机仿真知识,收集资料、熟悉仿真工具;确定设计方案和步骤。 6月14至6月16:编程练习,程序设计;仿真调试,图形仿真参数整定;总结整理设计、 仿真结果,撰写课程设计说明书。 6月16至6月17:完成程序仿真调试和图形仿真调试;完成课程设计说明书;课程设计答 辩总结。 [ 四、基本要求

控制系统仿真课程设计报告.

控制系统仿真课程设计 (2011级) 题目控制系统仿真课程设计学院自动化 专业自动化 班级 学号 学生姓名 指导教师王永忠/刘伟峰 完成日期2014年6月

控制系统仿真课程设计一 ———交流异步电机动态仿真 一 设计目的 1.了解交流异步电机的原理,组成及各主要单元部件的原理。 2. 设计交流异步电机动态结构系统; 3.掌握交流异步电机调速系统的调试步骤,方法及参数的整定。 二 设计及Matlab 仿真过程 异步电机工作在额定电压和额定频率下,仿真异步电机在空载启动和加载过程中的转速和电流变化过程。仿真电动机参数如下: 1.85, 2.658,0.2941,0.2898,0.2838s r s r m R R L H L H L H =Ω=Ω===, 20.1284Nm s ,2,380,50Hz p N N J n U V f =?===,此外,中间需要计算的参数如下: 21m s r L L L σ=-,r r r L T R =,22 2 s r r m t r R L R L R L +=,10N m TL =?。αβ坐标系状态方程: 其中,状态变量: 输入变量: 电磁转矩: 2p m p s r s L r d ()d n L n i i T t JL J βααωψψβ=--r m r r s r r d 1d L i t T T ααβαψψωψ=--+r m r r s r r d 1d L i t T T ββαβψψωψ=-++22s s r r m m m s r r s s 2r r r r d d i R L R L L L L i u t L T L L ααβαα σψωψ+=+-+22 s s r r m m m s r r s s 2 r r r r d d i R L R L L L L i u t L T L L ββαββ σψωψ+=--+[ ] T r r s s X i i αβαβωψψ=[ ] T s s L U u u T αβ=()p m e s s s s r n L T i i L βααβ ψψ=-

声控灯地设计与制作-哈工大-电子技术课程设计

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 课程设计说明书(论文) 课程名称:电子技术课程设计 设计题目:声控开关的设计与制作 院系:电气工程及其自动化 班级:1406111 设计者:元胜 学号:1140610319 指导教师:吕超 设计时间:2016年12月5-18日 工业大学

工业大学课程设计任务书

*注:此任务书由课程设计指导教师填写。

声控灯的设计与制作 1设计任务及原理 设计任务基本要求:设计一个声控开关,控制对象为发光二极管,接收到一定强度的声音后,声控开关点亮发光二级管,灯亮时间可调。控制延时时间用数字显示。 扩展要求:发光二极管点亮时间延时显示。 1.1设计原理 声控灯是将声音信号转换为电信号、电信号再转换为光信号的装置。 输入部分可由一个驻极体话筒实现。话筒的高分子极化膜生产时就注入了一定的永久电荷。在声波的作用下,极化膜随着声音震动,电容是随声波变化。于是电容两极间的电压就会成反比的变化。将电容两端的电压取出来,就可以得到和声音对应的电压了。但是这个电压信号非常小,不能驱动LED灯。对这个电压信号进行放大、整形,才能得到足够大的电压。 声控灯的延时可以由一个单稳态触发电路实现。单稳态电路的暂态时间就是发光二极管的发光持续时间。用前面经放大的电压作为触发脉冲输送给单稳态触发电路,会得到一个持续特定时间的电压输出。这个输出来驱动发光二极管,就达到了声控、发光的目的。 计数器部分首先需要一个时钟源。时钟源脉冲可由多谐振荡器获得。将单稳态电路的输出与时基脉冲结合,控制计数器的计数与清零,就可以使计数部分与发光部分同步工作。 计数结果再经译码输送给共阳极数码管,显示出来。 2设计过程 2.1声控灯电路原理: 当驻极体话筒接受到一定强度的声音信号时,声音信号转换为电压信号,经三极管放大、施密特触发器整形后,触发单稳态延时电路,产生一个宽度可调的脉冲信号,驱动发光二极管发光。同时,该脉冲信号作为选通信号,使计数器计数,并用数码管显示延时时间。电路的流程图如图 1所示:

哈工大高频课设

通信电子线路课程设计 课程名称:咼频电子线路课程设计 院系: 电子信息工程___________ 班级:XXXXXXX _________________ 姓名:XXXX ___________________ 学号:XXXXXXXXXXX ______________ 指导教师:XXXXXXXXX _______________

时间:2014年11月_________________

、中波电台发射系统设计 1设计目的 要求掌握最基本的小功率调幅发射系统的设计与安装调试, 了解高频振荡器电路、高频 放大器电路、调制器电路、音频放大电路的工作原理,学会分析电路、 设计电路的方法和步 骤。 2设计要求 技术指标:载波频率 535-1605KHZ ,载波频率稳定度不低于 10-3,输出负载51 Q,总的 输出功率50mW ,调幅指数 30% ~80%。调制频率 500Hz~10kHz 。 本设计可提供的器件如下, 高频小功率晶体管 高频小功率晶体管 集成模拟乘法器 高频磁环 运算放大器 集成振荡电路 3 设计原理 发射机包括高频振荡、 个频率稳定的幅度较大的, 采用LC 谐振回路作为选频网络的晶体管振荡器。选用西勒振荡器来产生所需要的正弦波。 在振荡器后加一缓冲级,缓冲级将的作用是前后两部分隔离开, 减小后一级对前一级的影响 而又不影响前级的输出。音频处理器是提供音频调制信号, 通常采用低频电压放大器和功率 放大电路把音频调制信号送到调幅电路级去完成调幅。 振幅调制使用乘法器将高频振荡信号 和低频语音信号相乘得到高频调制信号; 再经高频功率放大器放大调制信号的功率, 以达到 发射机对功率的要求, 调制电路和功率放大器要保证信号上下对称且不是真, 否则影响发射 效果。 发射机设计框图如下: 参数请查询芯片数据手册。 3DG6 3DG12 XCC MC1496 NXO-100 卩 A74I E16483 音频信号、调制电路和功率放大器四大部分。 正弦振荡器产生一 波形失真小的高频正弦波信号作为发射载频信号, 该级电路通常 ■号,

Simulink系统仿真课程设计

《信息系统仿真课程设计》 课程设计报告 题目信息系统课程设计仿真 院(系): 信息科学与技术工程学院 专业班级:通信工程1003 学生姓名: 学号: 指导教师:吴莉朱忠敏 2012年1 月14 日至2012年1 月25 日 华朴中科技大学武昌分校制 信息系统仿真课程设计任务书

20 年月日 目录 摘要 (5)

一、Simulink 仿真设计 (6) 1.1 低通抽样定理 (6) 1.2 抽样量化编码 (9) 二、MATLA仿真设计 (12) 2.1 、自编程序实现动态卷积 (12) 2.1.1 编程分析 (12) 2.1.2 自编matlab 程序: (13) 2.1.3 仿真图形 (13) 2.1.4 仿真结果分析 (15) 2.2 用双线性变换法设计IIR 数字滤波器 (15) 2.2.1 双线性变换法的基本知识 (15) 2.2.2 采用双线性变换法设计一个巴特沃斯数字低通滤波器 (16) 2.2.3 自编matlab 程序 (16) 2.2.4 仿真波形 (17) 2.2.5 仿真结果分析 (17) 三、总结 (19) 四、参考文献 (19) 五、课程设计成绩 (20) 摘要 Matlab 是一种广泛应用于工程设计及数值分析领域的高级仿真平台。它功能

强大、简单易学、编程效率高,目前已发展成为由MATLAB 语言、MATLAB 工作环境、MATLAB 图形处理系统、MATLAB 数学函数库和MATLAB 应用程序接口五大部分组成的集数值计算、图形处理、程序开发为一体的功能强大的系统。本次课程设计主要包括MATLAB 和SIMULINKL 两个部分。首先利用SIMULINKL 实现了连续信号的采样及重构,通过改变抽样频率来实现过采样、等采样、欠采样三种情况来验证低通抽样定理,绘出原始信号、采样信号、重构信号的时域波形图。然后利用SIMULINKL 实现抽样量化编码,首先用一连续信号通过一个抽样量化编码器按照A 律13折线进量化行,观察其产生的量化误差,其次利用折线近似的PCM 编码器对一连续信号进行编码。最后利用MATLAB 进行仿真设计,通过编程,在编程环境中对程序进行调试,实现动态卷积以及双线性变换法设计IIR 数字滤波器。 本次课程设计加深理解和巩固通信原理、数字信号处理课上所学的有关基本概念、基本理论和基本方法,并锻炼分析问题和解决问题的能力。

matlab课程设计报告书

《计算机仿真及应用》课程设计报告书 学号:08057102,08057127 班级:自动化081 姓名陈婷,万嘉

目录 一、设计思想 二、设计步骤 三、调试过程 四、结果分析 五、心得体会 六、参考文献

选题一、 考虑如下图所示的电机拖动控制系统模型,该系统有双输入,给定输入)(t R 和负载输入)(t M 。 1、 编制MATLAB 程序推导出该系统的传递函数矩阵。 2、 若常系数增益为:C 1=Ka =Km =1,Kr =3,C2=0.8,Kb =1.5,时间常数T 1=5, T 2=0.5,绘制该系统的根轨迹、求出闭环零极点,分析系统的稳定性。若)(t R 和)(t M 分别为单位阶跃输入,绘制出该系统的阶跃响应图。(要求C 1,Ka ,Km ,Kr ,C2,Kb , T 1,T 2所有参数都是可调的) 一.设计思想 题目分析: 系统为双输入单输出系统,采用分开计算,再叠加。 要求参数均为可调,而matlb 中不能计算未赋值的函数,那么我们可以把参数设置为可输入变量,运行期间根据要求赋值。 设计思路: 使用append 命令连接系统框图。 选择‘参数=input('inputanumber:')’实现参数可调。 采用的方案: 将结构框图每条支路稍作简化,建立各条支路连接关系构造函数,运行得出相应的传递函数。 在得出传递函数的基础上,使用相应的指令求出系统闭环零极点、画出其根轨迹。 通过判断极点是否在左半平面来编程判断其系统是否稳定。 二.设计步骤 (1)将各模块的通路排序编号

(2)使用append命令实现各模块未连接的系统矩阵 (3)指定连接关系 (4)使用connect命令构造整个系统的模型 三.调试过程 出现问题分析及解决办法: 在调试过程出现很多平时不注意且不易寻找的问题,例如输入的逗号和分号在系统运行时不支持中文格式,这时需要将其全部换成英文格式,此类的程序错误需要细心。 在实现参数可调时初始是将其设为常量,再将其赋值进行系统运行,这样参数可调性差,后用‘参数=input('inputanumber:')’实现。 最后是在建立通路连接关系时需要细心。 四.结果分析 源代码: Syms C1 C2 Ka Kr Km Kb T1 T2 C1=input('inputanumber:') C2=input('inputanumber:') Ka=input('inputanumber:') Kr=input('inputanumber:') Km=input('inputanumber:') Kb=input('inputanumber:') T1=input('inputanumber:') T2=input('inputanumber:') G1=tf(C1,[0 1]); G2=tf(Ka*Kr,[0 1]); G3=tf(Km,[T1 1]); G4=tf(1,[T2 1]); G5=tf(1,[1 0]); G6=tf(-C2,1); G7=tf(-Kb,1); G8=tf(-1,1); Sys=append(G1,G2,G3,G4,G5,G6,G7,G8) Q=[1 0 0;2 1 6;3 2 7;4 3 8;5 4 0;6 5 0;7 4 0;8 0 0;]; INPUTS1=1; OUTPUTS=5; Ga=connect(Sys,Q,INPUTS1,OUTPUTS) INPUTS2=8; OUTPUTS=5; Gb=connect(Sys,Q,INPUTS2,OUTPUTS) rlocus(Ga)

课程设计之matlab仿真报告

西安邮电大学 专业课程设计报告书 院系名称:电子工程学院学生姓名:李群学号05113096 专业名称:光信息科学与技术班级:光信1103 实习时间:2014年4月8日至2014年4月 18日

一、课程设计题目: 用matlab 仿真光束的传输特性。 二、任务和要求 1、用matlab 仿真光束通过光学元件的变换。 ① 设透镜材料为k9玻璃,对1064nm 波长的折射率为1.5062,镜片中心厚度为3mm ,凸面曲 率半径,设为100mm ,初始光线距离透镜平面20mm 。用matlab 仿真近轴光线(至少10条)经过平凸透镜的焦距,与理论焦距值进行对比,得出误差大小。 ② 已知透镜的结构参数为101=r ,0.11=n ,51=d ,5163.121==' n n (K9玻璃), 502-=r ,0.12=' n ,物点A 距第一面顶点的距离为100,由A 点计算三条沿光轴夹角分别为10、20、 30的光线的成像。试用Matlab 对以上三条光线光路和近轴光线光路进行仿真,并得出实际光线的球差大小。 ③ 设半径为1mm 的平面波经凸面曲率半径为25mm ,中心厚度3mm 的平凸透镜。用matlab 仿 真平面波在透镜几何焦平面上的聚焦光斑强度分布,计算光斑半径。并与理论光斑半径值进行对比,得出误差大小。(方法:采用波动理论,利用基尔霍夫—菲涅尔衍射积分公式。) 2、用MATLAB 仿真平行光束的衍射强度分布图样。(夫朗和费矩形孔衍射、夫朗和费圆孔衍射、夫朗和费单缝和多缝衍射。) 3、用MATLAB 仿真厄米—高斯光束在真空中的传输过程。(包括三维强度分布和平面的灰度图。) 4、(补充题)查找文献,掌握各类空心光束的表达式,采用费更斯-菲涅尔原理推导各类空心光束在真空中传输的光强表达式。用matlab 对不同传输距离处的光强进行仿真。 三、理论推导部分 第一大题 (1)十条近轴光线透过透镜时,理想情况下光线汇聚透镜的焦点上,焦点到像方主平面的距离为途径的焦距F ,但由于透镜的折射率和厚度会影响光在传输过程中所走的路径(即光程差Δ)。在用MATLAB 仿真以前先计算平行光线的传输路径。,R 为透镜凸面的曲率半径,h 为入射光线的高度,θ1为入射光线与出射面法线的夹角,θ2为出射光线与法线的夹角,n 为透镜材料的折射率。设透镜的中心厚度为d ,则入射光线经过透镜的实际厚度为:L=(R-d) 光线的入射角为:sinq1=h/R 折射角度满足:sinq2=nsinq1 而实际的光束偏折角度为:θ2-θ1。 由此可以看出,当平行光线照射透镜时,在凸面之前光线平行于光轴,在凸面之后发生了偏折,于光轴交汇一点,这一点成为焦点f ,折线的斜率为(-tan(θ2-θ1))。 (2)根据题意可得,本题所讨论的是与光轴夹角不同的三条光线,经过透镜的两次反射后的成像问题。利用转面公式计算。

哈工大机械原理课程设计

Harbin Institute of Technology 机械原理课程设计说明书 课程名称:机械原理 设计题目:产品包装生产线(方案1) 院系:机电学院 班级: 设计者: 学号: 指导教师: 设计时间:

一、绪论 机械原理课程设计是在我们学习了机械原理之后的实践项目,通过老师和书本的传授,我们了解了机构的结构,掌握了机构的简化方式与运动规律,理论知识需要与实践相结合,这便是课程设计的重要性。我们每个人都需要独立完成一个简单机构的设计,计算各机构的尺寸,同时还需要编写符合规范的设计说明书,正确绘制相关图纸。 通过这个项目,我们应学会如何收集与分析资料,如何正确阅读与书写说明书,如何利用现代化的设备辅助工作。这种真正动手动脑的设计有效的增强我们对该课程的理解与领会,同时培养了我们的创新能力,为以后机械设计课程打下了坚实的基础。 二、设计题目 产品包装生产线使用功能描述 图中所示,输送线1上为小包装产品,其尺寸为长?宽?高=600?200?200,小包装产品送至A处达到2包时,被送到下一个工位进行包装。原动机转速为1430rpm,每分钟向下一工位可以分别输送14,22,30件小包装产品。 产品包装生产线(方案一)功能简图 三、设计机械系统运动循环图 由设计题目可以看出,推动产品在输送线1上运动的是执行构件1,在A处把产品推到下一工位的是执行构件2,这两个执行构件的运动协调关系如图所示。 ?1?1 执行构件一 执行构件二 ?01?02 运动循环图

图中?1 是执行构件1的工作周期,?01 是执行构件2的工作周期,?02是执行构件2的动作周期。因此,执行构件1是做连续往复运动,执行构件2是间歇运动,执行构件2的工作周期?01 是执行构件1的工作周期T1的2倍。执行构件2的动作周期?02则只有执行构件1的工作周期T1的二分之一左右。 四、 设计机械系统运动功能系统图 根据分析,驱动执行构件1工作的执行机构应该具有的运动功能如图所示。运动功能单元把一个连续的单向传动转换为连续的往复运动,主动件每转动一周,从动件(执行构件1)往复运动一次,主动件转速分别为14,22,30rpm 14,22,30rpm 执行机构1的运动功能 由于电动机的转速为1430rpm ,为了在执行机构1的主动件上分别得到14、22、30rpm 的转速,则由电动机到执行机构1之间的总传动比i z 有3种,分别为 i z1= 141430 =102.14 i z2=221430=65.00 i z3=30 1430=47.67 总传动比由定传动比i c 和变传动比i v 两部分构成,即 i z1=i c i v1 i z2=i c i v2 i z3=i c i v3 3种总传动比中i z1最大,i z3最小。由于定传动比i c 是常数,因此,3种变传动比中i v1最大,i v3最小。为满足最大传动比不超过4,选择i v1 =4 。 定传动比为 i c = v1 z1i i =4102.14=25.54 变传动比为 i v2= c z2i i =54.2565=2.55 i v3= c z3i i =54 .2547.67=1.87 传动系统的有级变速功能单元如图所示。 i=4,2.55,1.87 有级变速运动功能单元

am发射接收系统设计与仿真哈工大高频电子线路课程设计

通信电子线路课程设计中波发射及接收机设计 专业:通信工程 学生姓名:默迪 学号:1110510404 班级:通信四班1105104

一、课程设计目的及要求 ................................................................... - 0 - 1、中波电台发射系统 0 2、中波电台接收系统设计 0 二、日程安排 ....................................................................................... - 0 - 三、元器件参数 ................................................................................... - 1 - 1、2N2222 (1) 2、1N4148 (2) 3、ΜA741 (3) 4、MC1496 (5) 5、BAT85 (6) 6、TDA2030 (7) 7、1N4001 (8) 四、相关理论 ....................................................................................... - 8 - 五、工作原理及框图 ......................................................................... - 12 - 六、各功能电路设计及参数计算 ..................................................... - 14 - 1、AM调幅发射机 (14) (1)本地振荡器(即整体电路中的HB1) ................................................................. - 15 - (2)射极跟随器(即整体电路中的HB2、HB7)...................................................... - 16 - (3)高频小信号放大器(即整体电路中的HB3) ..................................................... - 17 - (4)单二极管开关状态调幅电路(即整体电路中的HB4)...................................... - 18 - (5)音频放大器(即整体电路中的HB5) ................................................................. - 19 - (6)高频功率放大器(即整体电路中的HB6) ......................................................... - 20 - 2、超外差式接收机.. (21) (1)本地振荡器(即整体电路中的HB2) ................................................................. - 21 - (2)缓冲器(即整体电路中的HB4) ......................................................................... - 22 - (3)混频器(即整体电路中的HB1) ......................................................................... - 22 - (4)带通滤波(即整体电路中的HB3) ..................................................................... - 24 - (5)低频射极跟随器(即整体电路中的HB6、8、11、12).................................... - 24 - (6)中频放大器(即整体电路的HB7、10) ............................................................. - 25 - (7)包络检波(即整体电路的HB5) ......................................................................... - 25 - (8)平滑滤波器(即整体电路的HB13) ...................................................................... - 27 - (9)音频功放(即整体电路的HB9) ......................................................................... - 28 - 七、电路仿真及分析 ......................................................................... - 28 -

基于Simulink仿真双闭环系统综合课程设计报告书

课程设计 双闭环直流调速系统设计及仿真验证 学院年级:工程学院08级 组长:陈春明学号200830460102 08自动化1班成员一:陈木生学号 200830460103 08自动化1班 指导老师: 日期: 2012-2-28 华南农业大学工程学院

摘要 转速、电流双闭环调速系统是应用最广的直流调速系统,由于其静态性能良好,动态响应快,抗干扰能力强,因而在工程设计中被广泛地采用。现在直流调速理论发展得比较成熟,但要真正设计好一个双闭环调速系统并应用于工程设计却有一定的难度。 Matlab是一高性能的技术计算语言,具有强大的科学数据可视化能力,其中Simulink具有模块组态简单、性能分析直观的优点,方便了系统的动态模型分析。应用Simulink来研究双闭环调速系统,可以清楚地观察每个时刻的响应曲线,所以可以通过调整系统的参数来得出较为满意的波形,即良好的性能指标,这给分析双闭环调速系统的动态模型带来很大的方便。 本研究采用工程设计方法,并利用Matlab协助分析双闭环调速系统,依据自动控制系统快、准、稳的设计要求,重点分析系统的起动过程。 关键词:双闭环直流调速 Simulink 自动控制

目录 1、直流电机双闭环调速系统的结构分析....................... 1.1 双闭环调速系统的组成............................... 1.2 双闭环调速系统的结构.................................... 2 、建立直流电机双闭环调速系统的模型............................ 2.1 小型直流调速系统的指标及参数......................... 2.2 电流环设计............................................... 2.3 转速环设计................................................ 3、直流电动机双闭环调速系统的MATLAB仿真.................... 3.1 系统框图的搭建............................................. 3.2 PI控制器参数的设置...................................... 3.3 仿真结果.................................................... 4、结论与总结....................................................... 5、参考资料.......................................................

哈工大综合课程设计2

哈尔滨工业大学“综合课程设计II”任务书

综合课程设计II 项目总结报告 题目:卧式升降台铣床主传动系统设计 院(系)机电工程学院 专业机械设计制造及其自动化 学生 学号 班号1208108 指导教师 填报日期2015年12月16日 哈尔滨工业大学机电工程学院制 2014年11月

目录1.项目背景分析4 2.研究计划要点与执行情况4 3.项目关键技术的解决4 3.1确定转速系列4 3.2确定结构式4 3.3绘制转速图、传动系统图及核算误差5 4.具体研究内容与技术实现5 4.1确定转速系列5 4.2绘制转速图6 4.3确定变速组齿轮传动副的齿数及定比传动副带轮直径8 4.4绘制传动系统图10 4.5核算主轴转速误差10 4.6传动轴的直径的确定11 4.7齿轮模数的初步计算12 4.8选择带轮传动带型及根数13 5.技术指标分析14 5.1第2扩大组的验证计算14 5.2传动轴2的验算16 5.3主轴组件的静刚度验算18 6.存在的问题与建议21

参考文献22 1.项目背景分析 铣床系指主要用铣刀在工件上加工各种表面的机床。通常铣刀旋转运动为主运动,工件(和)铣刀的移动为进给运动。它可以加工平面、沟槽,也可以加工各种曲面、齿轮等。铣床是用铣刀对工件进行铣削加工的机床。铣床除能铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外,还能加工比较复杂的型面,效率较刨床高,在机械制造和修理部门得到广泛应用。 铣床是一种用途广泛的机床,在铣床上可以加工平面(水平面、垂直面)、沟槽(键槽、T 形槽、燕尾槽等)、分齿零件(齿轮、花键轴、链轮、螺旋形表面(螺纹、螺旋槽)及各种曲面。此外,还可用于对回转体表面、内孔加工及进行切断工作等。铣床在工作时,工件装在工作台上或分度头等附件上,铣刀旋转为主运动,辅以工作台或铣头的进给运动,工件即可获得所需的加工表面。由于是多刃断续切削,因而铣床的生产率较高。简单来说,铣床可以对工件进行铣削、钻削和镗孔加工的机床。 2.研究计划要点与执行情况 本设计机床为卧式铣床,其级数12Z =,最小转数 min 28/min n r =,转速公比为 41.1=?,驱动电动机功率 5.5N kW =。主要用于加工钢以及铸铁有色金属;采用高速钢、硬质合金、陶瓷材料做成的刀具。 第一周:准备图版等工具,齿轮和轴的计算完成,进行初步计算并开始画展开草图。 第二周:完成截面草图,验算、加粗。 第三周:撰写项目总结报告。 3.项目关键技术的解决 3.1确定转速系列 根据已知要求的公比,查表得到系统转速系列: 28 40 56 80 112 160 224 315 450 630 900 1250 r/min 3.2确定结构式 13612322=??

哈工大通信专业高频课程设计--高频发射机和超外差接收机

高频电子线路课程设计 学院:电子与信息工程学院 专业班级: 姓名: 学号: 日期:

目录 高频电子线路课程设计 (1) 一问题重述与分析 (3) 1.1 调幅发射机分析 (3) 1.2 超外差接收机分析 (3) 二中波电台发射系统的设计 (4) 2.1 模块电路设计与仿真 (4) 2.1.1正弦波振荡器及缓冲电路及仿真 (4) 2.1.2高频小信号放大电路及仿真 (8) 2.1.3.振幅调制电路及仿真 (9) 2.1.4功率放大电路及仿真 (11) 2.2整体电路设计及仿真 (11) 三中波电台接收系统设计 (12) 3.1混频器电路及仿真 (12) 3.2 检波电路及仿真 (14) 3.3 低频功率放大器及仿真 (15) 四心得与体会 (17) 五参考文献 (18)

一:问题重述与分析 本次设计中的两个系统,第一个是中波电台发射系统,设计目的是要求掌握最基本的小功率调幅发射系统的设计与安装调试。本设计中试用是基本调幅发射机。第二个是中波电台接收系统,设计目的是要求掌握最基本的超外差接收机的设计与调试。 1.1调幅发射机系统 系统框图如下图 图一:调幅发射机系统框图 本设计将声电变换部分,及其之后的前置放大器,低频放大器都省略,用一个低频的正弦波交流电源表示,输出部分的天线模块也用规定的输出负载代替。 现在结合题目所给性能指标进行分析: 载波频率535-1605KHz ,载波频率稳定度不低于10-3:正弦波振荡器产生的正弦波信号频率f 为535 KHz 到1605KHz ,当震荡波形不稳定时,最大波动频率范围f ?与频率f 之比的数量级应该小于10-3 。 输出负载51Ω :输出部分,即电路最终端的输出负载为51Ω。 总的输出功率50mW :即输出负载上的交流功率,调幅指数30%~80% :设A 为调幅波形的峰峰值,B 为谷谷值,则由调幅指数计算公式有100%a A B m A B -=?+。在振幅调制电路中可通过更改调制信号振幅和外加直流电源实现此指标。 调制频率500Hz~10kHz :调制信号频率,由输入信号的频率来决定。 1.2 超外差调幅接收系统 系统框图如下

计算机仿真课程设计

附件1: 北京理工大学珠海学院 《计算机仿真》课程设计说明书题目: 控制系统建模、分析、设计和仿真 学院:信息学院 专业班级: 学号: 学生姓名: 指导教师: 2012年6 月16 日 附件2: 北京理工大学珠海学院 课程设计任务书 2011 ~2012 学年第2学期 学生姓名:专业班级: 指导教师:工作部门:信息学院 一、课程设计题目 《控制系统建模、分析、设计和仿真》 本课程设计共列出10个同等难度的设计题目,编号为:[0号题]、[1号题]、[2号题]、[3号题]、[4号题]、[5号题]、[6号题]、[7号题]、[8号题]、[9号题]。 学生必须选择与学号尾数相同的题目完成课程设计。例如,学号为8xxxxxxxxx2的学生必须选做[2号题]。

[0号题] 控制系统建模、分析、设计和仿真 设连续被控对象的实测传递函数为: 用零阶保持器离散化,采样周期取秒,分别设计一单位加速度信号输入时的最少拍有波纹控制器Dy(z)和一单位速度信号输入时的最少拍无波纹控制器Dw(z)。具体要求见(二)。 [1号题] 控制系统建模、分析、设计和仿真 设连续被控对象的实测传递函数为: 用一阶保持器离散化,采样周期取秒,分别设计一单位加速度信号输入时的最少拍有波纹控制器Dy(z)和一单位速度信号输入时的最少拍无波纹控制器Dw(z)。具体要求见(二)。 [2号题] 控制系统建模、分析、设计和仿真 设连续被控对象的实测传递函数为: 用零阶保持器离散化,采样周期取秒,分别设计一单位加速度信号输入时的最少拍有波纹控制器Dy(z)和一单位速度信号输入时的最少拍无波纹控制器Dw(z)。具体要求见(二)。 [3号题] 控制系统建模、分析、设计和仿真 设连续被控对象的实测传递函数为: 用一阶保持器离散化,采样周期取秒,分别设计一单位加速度信号输入时的最少拍有波纹控制器Dy(z)和一单位速度信号输入时的最少拍无波纹控制器Dw(z)。具体要求见(二)。 [4号题] 控制系统建模、分析、设计和仿真 设连续被控对象的实测传递函数为: 用零阶保持器离散化,采样周期取秒,分别设计一单位加速度信号输入时的最少拍有波纹控制器Dy(z)和一单位速度信号输入时的最少拍无波纹控制器Dw(z)。具体要求见(二)。 [5号题] 控制系统建模、分析、设计和仿真 设连续被控对象的实测传递函数为: 用一阶保持器离散化,采样周期取秒,分别设计一单位加速度信号输入时的最少拍有波纹 控制器Dy(z)和一单位速度信号输入时的最少拍无波纹控制器Dw(z)。具体要求见(二)。 [6号题] 控制系统建模、分析、设计和仿真 设连续被控对象的实测传递函数为: 用零阶保持器离散化,采样周期取秒,分别设计一单位加速度信号输入时的最少拍有波纹 控制器Dy(z)和一单位速度信号输入时的最少拍无波纹控制器Dw(z)。具体要求见(二)。 [7号题] 控制系统建模、分析、设计和仿真

MATLAB仿真课程设计报告

北华大学 《MATLAB仿真》课程设计 姓名: 班级学号: 实习日期: 辅导教师:

前言 科学技术的发展使的各种系统的建模与仿真变得日益复杂起来。如何快速有效的构建系统并进行系统仿真,已经成为各领域学者急需解决的核心问题。特别是近几十年来随着计算机技术的迅猛发展,数字仿真技术在各个领域都得到了广泛的应用与发展。而MATLAB作为当前国际控制界最流行的面向工程和科学计算的高级语言,能够设计出功能强大、界面优美、稳定可靠的高质量程序,而且编程效率和计算效率极高。MATLAB环境下的Simulink是当前众多仿真软件中功能最强大、最优秀、最容易使用的一个系统建模、仿真和分析的动态仿真环境集成工具箱,并且在各个领域都得到了广泛的应用。 本次课程设计主要是对磁盘驱动读取系统校正部分的设计,运用自动控制理论中的分析方法,利用MATLAB对未校正的系统进行时域和频域的分析,分析各项指标是否符合设计目标,若有不符合的,根据自动控制理论中的校正方法,对系统进行校正,直到校正后系统满足设计目标为止。我组课程设计题目磁盘驱动读取系统的开环传递函数为是设计一个校正装置,使校正后系统的动态过程超调量δ%≤7%,调节时间ts≤1s。 电锅炉的温度控制系统由于存在非线性、滞后性以及时变性等特点,常规的PID控制器很难达到较好的控制效果。考虑到模糊控制能对复杂的非线性、时变系统进行很好的控制, 但无法消除静态误差的特点, 本设计将模糊控制和常规的PI D控制相结合, 提出一种模糊自适应PID控制器的新方法。并对电锅炉温度控制系统进行了抗扰动的仿真试验, 结果表明, 和常规的PI D控制器及模糊PI D复合控制器相比,模糊自适应PI D控制改善了系统的动态性能和鲁棒性, 达到了较好的控制效果。

哈工大高频课程设计

课程设计报告(结题) 题目:中波电台发射和接收系统设计 专业电子信息工程 学生XXX 学号11305201XX 授课教师赵雅琴 日期2015-05-24 哈尔滨工业大学教务处制

目录 一、仿真软件介绍 (1) 二、中波电台发射系统设计 2.1 设计要求 (1) 2.2 系统框图 (1) 2.3 各模块设计与仿真 (2) 2.3.1 主振荡器设计与仿真 (2) 2.3.2 缓冲级的设计与仿真 (3) 2.3.3 高频小信号放大电路的设计与仿真 (5) 2.3.4 振幅调制电路的设计与仿真 (6) 2.3.5 高频功率放大器与仿真 (8) 2.3.6 联合仿真 (9) 三、中波电台接收系统设计 3.1 设计要求 (10) 3.2 系统框图 (11) 3.3 各模块设计与仿真 (11) 3.3.1 混频电路设计与仿真 (11) 3.3.2 中频放大电路设计与仿真 (13) 3.3.3 二极管包络检波的设计与仿真 (14) 3.3.4 低频小信号电压放大器 (16) 四、总结与心得体会 (17) 五、参考资料 (17)

一、仿真软件介绍 Multisim是美国国家仪器(NI)有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具,适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式,具有丰富的仿真分析能力。工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图,并对电路进行仿真。PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。 二、中波电台发射系统设计 2.1 设计要求 设计目的是要求掌握最基本的小功率调幅发射系统的设计与安装调试。 技术指标:载波频率535-1605KHz,载波频率稳定度不低于10-3,输出负载51Ω,总的输出功率50mW,调幅指数30%~80%。调制频率500Hz~10kHz。 本设计可提供的器件如下(也可以选择其他元器件来替代),参数请查询芯片数据手册。 高频小功率晶体管 3DG6 高频小功率晶体管 3DG12 集成模拟乘法器 XCC,MC1496 高频磁环 NXO-100 运算放大器μA74l 集成振荡电路 E16483 2.2 系统框图 发射机包括三个部分:高频部分,低频部分和电源部分。 高频部分一般包括主振器、缓冲器、高频小信号放大器、振幅调制电路、高频功率放大器。主振器的作用是产生频率稳定的载波。主振器里比较稳定的是西勒振荡器,再在后面接一个射极跟随器来减小级间影响。 图1:发射机设计框图

MATLAB计算机仿真设计

《计算机仿真技术》 课程设计 姓名: 学号: 班级: 1 专业: 学院: 2016年12月24日

目录 一、设计目的 (1) 二、设计任务 (1) 三、具体要求 (1) 四、设计原理概述 (1) 五、设计内容 (2) 六、设计方案及分析 (2) 1、观察原系统性能指标 (2) 2、手动计算设计 (6) 3、校正方案确定 (8) 七、课程设计总结 (14)

模拟随动控制系统的串联校正设计 一、设计目的 1、通过课程设计熟悉频域法分析系统的方法原理。 2、通过课程设计掌握滞后-超前校正作用与原理。 3、通过在实际电路中校正设计的运用,理解系统校正在实际中的意义。 二、设计任务 控制系统为单位负反馈系统,开环传递函数为) 1025.0)(11.0()(G ++=s s s K s ,设计校正装置,使系统满足下列性能指标:开环增益100K ≥;超调量30%p σ<; 调节时间ts<0.5s 。 三、具体要求 1、使用MATLAB 进行系统仿真分析与设计,并给出系统校正前后的 MATLAB 仿真结果,同时使用Simulink 仿真验证; 2、使用EDA 工具EWB 搭建系统的模拟实现电路,分别演示并验证校正前 和校正后的效果。 四、设计原理概述 校正方式的选择:按照校正装置在系统中的链接方式,控制系统校正方式分 为串联校正、反馈校正、前馈校正和复合校正4种。串联校正是最常用的一种校 正方式,这种方式经济,且设计简单,易于实现,在实际应用中多采用这种校正 方式。串联校正方式是校正器与受控对象进行串联链接的。本设计按照要求将采 用串联校正方式进行校正。 校正方法的选择:根据控制系统的性能指标表达方式可以进行校正方法的确 定。本设计要求以频域指标的形式给出,因此采用基于Bode 图的频域法进行校 正。 几种串联校正简述:串联校正可分为串联超前校正、串联滞后校正和滞后- 超前校正等。 超前校正的目的是改善系统的动态性能,实现在系统静态性能不受损的前提

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