自动控制系统课程设计题目 题目1： 已知一光源自动跟踪系统，利用帆板上一对光敏元件检测光能，当帆板偏离光源时，光敏元件产生电压差并通过放大后驱动电机转动，使太阳能帆板对准光源，如图示，其中，电机电枢总电阻Ra=1.75 欧，总电感La=2.83mH，电机转子旋转产生的电动势Uv=Kv*W，Kv=0.093，w 为转子角速度；电动机产生的电磁力矩为T=Kt*I，Kt=0.09；电动机及负载的转动惯量J=30e-6；阻力矩为TL=B*w ，其中B=0.005。 要示： 1) 分析系统工作过程，建立数学模型，并画出结构图。 所用公式：dtdwJTTLe dtdILIRUUav 其中，输入信号为电压U，输出信号为角频率 w 2) 系统跟踪阶跃响应的时间为0.5 秒，超调量为小于 5%，设计校正系统 题目2： 下面为单闭环直流调速系统原理图 其中，A 为放大器，GT 为触发装置，UPE 为晶闸管三相桥式整流装置，M 为被控的直流电动机，TG 为测速发电机，Un*为给定电压信号，Un 为反馈信号，Uc 为控制信号，Ud 为电动机电枢电压，Id 为电枢电流，n 为电动机转速。 已知，放大器A 的放大倍数是Ka=21，GT 和UPE 总的传递函数为10 1 6 7.04 4)(1ssG，电动机的传递函数为10 7 5.00 0 1 2 7 5.01 9.5)(22sssG，反馈环节可看做一个比例环节，比例系数为Ktg=0.02。 要求：设计调节器，使得系统稳定，并有足够好的动态性能，超调量小于20%，调节时间小于1s。 题目3 ： 磁盘驱动器必须保证磁头的精确位置，并减小参数变化和外部振动对磁头定位造成的影响。作用于磁盘驱动器的扰动包括物理振动、磁盘转轴轴承的磨损和摆动，以及元器件老化引起的参数变化等。下图为磁盘驱动器示意图和磁头控制系统框图： 已知被控制对象（电机和驱动臂）的传递函数为)1 0 0 0)(2 0(5 0 0 0)(ssssG，传感器传递函数H(s)=1。要求：设计控制器Gc（s），使系统稳定，并满足调节时间小于0.5s，超调量小于10%。 题目4： 火星漫游车转向控制：1997 年7 月4 日，以太阳能为动力的“逗留者”号火星漫游车在火星上着陆，全车重 10.4KG，可由地球上发出的路径控制信号实施遥控。车上的两组车轮以不同的速度运行，以便实现整个装置的转向。 上图为火星漫游车转向控制系统框图，G（s）为动力传动系统与漫游车的传递函数，为)5)(2()(1sssKsG，反馈 H(s)=1。要求：设计校正装置，选择合适的K1 的值，在确保系统稳定的条件事，使系统对斜坡输入的稳态误差小于...
