第一篇：2-控制系統仿真與CAD課程報告選題說明-張曉華080305（定稿）

“控制系統數字仿真與CAD”課程結業考核

“課程報告”選題說明

一、關于本課程

“控制系統數字仿真與CAD”課程是電氣工程系工業自動化專業方向的一門選修課，課程結業考核評定以撰寫“課程報告”的形式進行；其重在培養學生自主學習能力與獨立思考能力，檢查學生綜合運用所學知識與基本技能情況，鍛煉學生的書面表達能力。

二、關于 “課程報告”的選題

? “課程報告”包括如下兩部分內容：

1、必做題：“雙閉環直流調速系統的建模與仿真實驗研究”（參見教材第六章第一節內容）。

2、選做題：在“課程報告”選題一覽中任選一題（參見教材中的相關內容）。

? “課程報告”撰寫中有如下要求：

1、每個選題最多三人合作（如發現超過三人，將隨機保留三人，其他人重新選題/再次撰寫“課程報告”）。

2、“課程報告”要按規定的格式撰寫（對于存在“邏輯混亂”“文字不清”、“作圖潦草”等問題的報告，將予以退回重新撰寫）。

３、無論計算機錄入／打印還是手工書寫，均要求用標準Ａ４紙進行撰寫，以便于報告最終的批閱與存檔。

三、“課程報告”的格式要求

“課程報告”要求按科技論文的格式進行撰寫，具體格式如下： ? 中文 “題目” ? “姓名/班級/電子信箱/聯系電話” ? 中文“摘要” ? “關鍵詞” ? 英文“題目” ? 英文“摘要” ? 正文：

1、引言

2、原理/建模

3、設計/分析/論述

4、仿真實驗/結果分析

5、結論

建議：學生參閱“中國電機工程學報”、“控制與決策”、“自動化學報”、“控制理論與應用”雜志上的文章格式進行撰寫。

“控制系統數字仿真與CAD”課程結業考核

“課程報告”選題一覽

1、選題一：“一階直線倒立擺系統建模與模型驗證”

合作者：、、2、選題二：“一階直線倒立擺系統模型的線性化與固有特性分析”

合作者：、、3、選題三：“一階直線倒立擺系統的可控性分析”

合作者：、、4、選題四：“一階直線倒立擺的雙閉環PID控制系統設計”

合作者：、、5、選題五：“雙閉環PID控制的一階直線倒立擺系統抗擾性能分析”

（擺長/配重/直線導軌傾斜/外力沖擊擺桿等擾動）

合作者：、、6、選題六：“一階直線雙倒立擺系統建模與模型驗證”（參見教材之習題5-14）

合作者：、、7、選題七：“一階直線雙倒立擺系統模型的線性化與固有特性分析”

（參見教材之習題5-14）

合作者：、、8、選題八：“一階直線雙倒立擺系統的可控性分析”（參見教材之習題5-14）

合作者：、、9、選題九：“一階旋轉倒立擺系統建模與模型驗證”

（參見教材之習題6-1）

合作者：、、10、選題十：“一階旋轉倒立擺系統模型的線性化與固有特性分析”

（參見教材之習題6-1）

合作者：、、11、選題十一：“一階旋轉倒立擺系統的可控性分析”

（參見教材之習題6-1）

合作者：、、12、選題十二：“斜梁-滾球系統建模與模型驗證”

（參見教材之習題2-11）

合作者：、、13、選題十三：“斜梁-滾球系統模型的線性化與固有特性分析”

（參見教材之習題2-11）

合作者：、、14、選題十四：“斜梁-滾球系統的可控性分析”

（參見教材之習題2-11）

合作者：、、15、選題十五：“二維運動龍門起重機系統建模與模型驗證”(參見教材第二章第二節/第五章第五節)合作者：、、16、選題十六：“二維運動龍門起重機系統模型的線性化與固有特性分析”

(參見教材第二章第二節/第五章第五節)合作者：、、17、選題十七：“二維運動龍門起重機系統的可控性分析”(參見教材第二章第二節)合作者：、、18、選題十八：“二維運動龍門起重機的雙閉環PID控制系統設計”(參見教材第五章第三節)合作者：、、19、選題十九：“雙閉環PID控制的二維運動龍門起重機系統抗擾性能分析”

（繩長/重物質量/外力沖擊重物等擾動）

合作者：、、20、選題二十：“單水箱液位控制系統建模與模型驗證”

（參見教材第二章第二節）

合作者：、、21、選題二十一：“單水箱液位控制系統模型的線性化與固有特性分析”

（參見教材第二章第二節）

合作者：、、22、選題二十二：“單水箱液位控制系統設計”

（參見教材第六章第三節）

合作者：、、23、選題二十三：教材之習題5-8。

合作者：、、24、選題二十四：教材之習題5-11。

合作者：、、25、選題二十五：教材之習題5-12。

合作者：、、26、選題二十六：教材之習題5-13。

合作者：、、27、選題二十七：教材之習題5-6。

合作者：、、28、選題二十八：教材之習題3-8。

合作者：、、29、選題二十九：教材之習題3-2。

合作者：、、30、選題三十：教材之習題2-7。

合作者：、、31、選題三十一：教材之習題2-12。

合作者：、、32、選題三十二：教材之習題3-3。

合作者：、、33、選題三十三：教材之習題3-6。

合作者：、、34、選題三十四：教材之習題4-8。

合作者：、、35、選題三十四：教材之習題5-3。

合作者：、、36、選題三十四：教材之習題5-4。

合作者：、、37、選題三十四：教材之習題5-1。

合作者：、、38、選題三十四：教材之習題5-9。

合作者：、、39、選題三十四：教材之習題5-2。

合作者：、、40、選題三十四：教材之習題5-10。

合作者：、、說明：

1、以上選題使用120人，如班級人數超過之，可以在每題中再加一名合作者。

2、學生也可自行確定其他的“選題”，但須與任課教師商定。

第二篇：控制系統仿真與CAD課程設計報告..

控制系統仿真與課程設計

學

院：物流工程學院 專

業：測控技術與儀器 班

級：測控102 姓

名：楊紅霞 學

號：201010233037 指導教師：蘭瑩

完成日期：2013年7月4日CAD

一、目的和任務

配合《控制系統仿真與CAD》課程的理論教學，通過課程設計教學環節，使學生掌握當前流行的演算式MATLAB語言的基本知識，學會運用MATLAB語言進行控制系統仿真和輔助設計的基本技能，有效地提高學生實驗動手能力。

一、基本要求：

1、利用MATLAB提供的基本工具，靈活地編制和開發程序，開創新的應用；

2、熟練地掌握各種模型之間的轉換，系統的時域、頻域分析及根軌跡繪制；

3、熟練運用SIMULINK對系統進行仿真；

4、掌握PID控制器參數的設計。

二、設計要求

1、編制相應的程序，并繪制相應的曲線；

2、對設計結果進行分析；

3、撰寫和打印設計報告（包括程序、結果分析、仿真結構框圖、結果曲線）。

三、設計課題

設計一：二階彈簧—阻尼系統的PID控制器設計及其參數整定

考慮彈簧－阻尼系統如圖1所示，其被控對象為二階環節，傳遞函數G(S)如下，參數為M=1kg，b=2N.s/m，k=25N/m，F（S）=1。設計要求：

（1）控制器為P控制器時，改變比例系數大小，分析其對系統性能的影響并繪制相應曲線。

（2）控制器為PI控制器時，改變積分時間常數大小，分析其對系統性能的影響并繪制相應曲線。(例如當kp=50時，改變積分時間常數)（3）設計PID控制器，選定合適的控制器參數，使閉環系統階躍響應曲線的超調量σ%<20%，過渡過程時間Ts<2s, 并繪制相應曲線。

圖1 彈簧－阻尼系統示意圖

彈簧－阻尼系統的微分方程和傳遞函數為：

??bx??kx?F M?xG(s)?X(s)11?? F(s)Ms2?bs?ks2?2s?25

圖2 閉環控制系統結構圖

附：P控制器的傳遞函數為：GP(s)?KP

PI控制器的傳遞函數為：GPI(s)?KP?11? TIsPID控制器的傳遞函數為：GPID(s)?KP?11??TD?s TIs

(一)設計P控制器，改變比例系數大小，分析其對系統性能的影響并繪制相應曲線。以下為所做的設計以及運行結果，KP取了不同的值，通過運用sim函數進行仿真，并得出超調量MP，過渡過程時間Ts的大小，通過分析所得出的結果，多次改變KP的大小直到符合題目的要求，使穩態誤差等都達到要求。

1、仿真運行程序

for Kp=[200,400,800] t=[0:0.01:6];

[t,x,y]=sim('yhx',6);hold on plot(t,y);N=length(t);

yss=y(N);%yss：穩態值 hold on

[ymax,i]=max(y);

mp=(ymax-yss)*100/yss, %計算超調量mp i=N;

while abs(y(i)-yss)/yss<=0.02 i=i-1;end

Ts=t(i), %計算過渡過程時間 gtext(num2str(Kp));end

2、仿真框圖

KpStepGain12s +2s+25Transfer FcnScope1Out1

3、仿真運行結果

改變比例系數kp大小,得如下結果，通過以下數據以及得出的曲線可分析其對系統性能的影響 Kp=200

mp =

75.3359 Ts =

3.7962

Kp=400

mp =

84.7526 Ts =

3.8317 Kp=800

mp =

88.0528 Ts =

4.5685

4、仿真運行曲線

21.81.61.48001.214000.82000.60.40.200123456

5、運行結果分析

根據實驗要求設計了一個P控制器，與Gs等構成閉環控制系統結構。由以上的運行結果以及曲線可以看出隨Kp增大，超調量mp是逐漸變大的，Ti也是逐漸變大的，而且總是達不到穩態誤差很小很小，因此得出以下結論：隨著Kp值的增大，系統的超調量變大，調節時間變長，振蕩次數也增多了。Kp值越大，系統的穩態誤差就越小，調節應精度越高，但是系統的波動明顯變多了，穩定性變差，但是系統響應變快了。隨著比例系數女kp的增大并不能消除穩態誤差，只能減小穩態誤差。(二)設計PI控制器，改變積分時間常數大小，分析其對系統性能的影響并繪制相應曲線。以下為設計出的仿真程序等，運用sim函數進行仿真，編寫程序使KP=50，改變KI的大小，來進行分析，直到符合題目的要求，使運行出的結果穩態誤差基本很小即可，如果達不到，就要重新設定KI的大小，進行多次試驗，選出如下符合要求的KI的值，程序中都有所體現。

1、仿真運行程序

for Ki=[30,50,80] t=[0:0.01:10];

[t,x,y]=sim('yhxx',10);hold on plot(t,y);

N=length(t);%yss：穩態值 yss=y(N);hold on [ymax,i]=max(y);

mp=(ymax-yss)*100/yss, %計算超調量mp i=N;

while abs(y(i)-yss)/yss<=0.02 i=i-1;end

Ts=t(i),%計算過渡過程時間 end

2、仿真框圖

50Kp1KiStepKi1sIntegrator2s +2s+25AddTransfer FcnScope1Out1

3、仿真運行結果

當Kp=50時, 改變積分時間常數ki的大小，由以下的結果以及曲線可分析其對系統性能的影響 ki=30

mp =

21.4633 Ts =

6.5686 Ki=50

mp =

26.7424 Ts =

5.1127 Ki=80

mp =

31.0229 Ts =

7.3375

4、仿真運行曲線：

1.41.280501300.80.60.40.20012345678910

5、運行結果分析

Kp=50時，隨著ki值的增大，系統的超調量變大，系統響應時間出現了波動。ki越大，積分速度越快，積分作用就越強，響應時間變快，但系統振蕩次數就較多。PI控制可以消除系統的穩態誤差，提高系統的誤差度。在積分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號的積分成正比關系。為了消除穩態誤差，在控制器中必須引入“積分項”。積分項對誤差取決于時間的積分，隨著時間的增加，積分項會增大。這樣，即便誤差很小，積分項也會隨著時間的增加而加大，它推動控制器的輸出增大使穩態誤差進一步減小，直到等于零。因此，比例+積分(PI)控制器，可以使系統在進入穩態后基本無穩態誤差。這是比上一個只有比例控制器的一個進步的地方。

(三)設計一PID控制器，選定合適的控制器參數，使閉環系統階躍響應曲線的超調量σ%<20%，過渡過程時間Ts<2s, 并繪制相應曲線。以下為所設計的程序，仿真等，改變kp,ki,kd 的值得出閉環階躍響應的超調量和過渡過程時間，通過多次試驗，得到的kp取20,ki取65，kd取9時運行出的結果是滿足題目要求的：

1、仿真運行程序

[t,x,y]=sim('yhxxx');plot(t,y);N=length(t);

yss=y(N);%yss：穩態值 [ymax,i]=max(y);

mp=(ymax-yss)*100/yss, %計算超調量mp i=N;

while abs(y(i)-yss)/yss<=0.02 i=i-1;end

Ts=t(i), %計算過渡過程時間

2、仿真框圖

20Kp1y(s)65StepKi1sIntegratorAdd12s +2s+25Transfer FcnYTo Workspace9Kddu/dtDerivativeScope

3、仿真運行結果

經過多次試驗，當Kp=20,ki=65,pd=9滿足使閉環系統的階躍響應曲線的超調量σ%<20%,過渡過程時間ts<2s，結果如下： mp =

1.1367

Ts =

0.8945 從結果可知超調量mp%<20%,過渡過程時間Ts<2s滿足設計要求.4、仿真運行曲線：

1.41.210.80.60.40.20012345678910

5、運行結果分析及設計小結

把比例 微分 積分結合起來進行控制能夠更好的達到我們想要的結果，PID參數的整定就是合理的選取PID三個參數。從系統的穩定性、響應速度、超調量和穩態誤差等方面來考慮問題，每個參數都有自己的作用，比如比例調節的作用是能夠成比例地反映系統的偏差信號，系統一旦出現了偏差，比例調節立即產生與其成比例的調節作用，以減小偏差。隨著Kp增大，系統的穩態誤差減小，但是系統容易產生超調，并且加大Kp只能減小穩態誤差，卻不能消除穩態誤差，顯著特點就是有差調節。然后就是微分調節的作用是消除系統的穩態誤差，提高系統的誤差度，它的特點就是誤差調節。微分調節作用是改善系統的動態性能，可以減少超調，減少調節時間。總之比例積分微分控制作用是相互關聯的，結合起來用效果會更好。設計二：二階系統串聯校正裝置的設計與分析

設某被控系統的傳遞函數G(s)如下：

G(s)?設計要求：

K

s(s?2)選用合適的方法設計一個串聯校正裝置K(s)，使閉環系統的階躍響應曲線超調量?%?20%，過渡過程時間Ts?1.5(s)，開環比例系數Kv?10(1/s)，并分析串聯校正裝置中增益、極點和零點對系統性能的影響。

提示：可采用根軌跡校正工具進行串聯校正

MATLAB 提供了一個輔助設計閉環系統根軌跡的仿真軟件Rltool，可以用來進行根軌跡校正。在command window 下鍵入>> rltool，進入設計環境。

一、設計思路方法

根據題目要求采用matlab中提供的一個輔助設計閉環系統根軌跡的仿真軟件Rltool，來進行根軌跡校正。打開matlab，在command window 下鍵入>> rltool，進入設計環境。

k根據設計要求：開環比例系數Kv?10(1/s)即 kv?limsG(s)??10得k?20

s?02取k=40, 傳遞函數G(s)?40

s(s?2)

二、設計步驟

1、打開matlab，在command window 下鍵入>> rltool，進入設計環境。啟動SISO Design Tool 在matlab中鍵入num=40;den=conv([1,0],[1,2]);ex_1=tf(num,den)，出現函數

40/(s^2 + 2 s)得到該系統的LTI對象模型ex_1。

2、啟動SISO Design Tool 窗口后，利用該窗口中File菜單下的命令Import,打開系統模型輸入對話框窗口。采用系統默認的結構，輸入選中的對象ex_1，將控制對象G設置為ex_1，控制器C設為1，其他的環節H,F均使用默認的取值1.單擊OK在SISO Design Tool中會自動繪制此負反饋線性系統的根軌跡圖，以及系統波特圖，如圖

Root Locus Editor(C)850Open-Loop Bode Editor(C)64020G.M.: InfFreq: InfStable loop-50-90-2-4-135-6P.M.: 18 degFreq: 6.17 rad/sec-1-8-2-180-1.5-1Real Axis-0.5010

3、點擊Analysis 中的other loop response 選擇step得到閉環系統階躍響應曲線如圖可以看到校正前的超調量為60.4%，過渡過程時間為3.66s，明顯不滿足要求。

1010Frequency(rad/sec)01102Step Response1.81.6System: Closed Loop: r to yI/O: r to yPeak amplitude: 1.6Overshoot(%): 60.4At time(sec): 0.5081.41.2System: Closed Loop: r to yI/O: r to ySettling Time(sec): 3.66Amplitude10.80.60.40.200123Time(sec)456

4、經過反復試驗，得出加入零點-5，加入極點-33，是滿足要求的，可得到如下的根軌跡圖以及伯德圖

Root Locus Editor(C)50403020-50100-10-20-30-40-50-40-180-30-20Real Axis-100-135G.M.: InfFreq: InfStable loop-100-90050Open-Loop Bode Editor(C)P.M.: 58.3 degFreq: 8.7 rad/sec-1101001010Frequency(rad/sec)12103

5、得到的階躍響應曲線如下超調量15.8%<20%，過渡過程時間0.715s<1.5s,滿足要求說明加的零極點是正確的

Step Response1.41.21System: Closed Loop: r to yI/O: r to ySystem: Closed Loop: r to ySettling Time(sec): 0.715I/O: r to yPeak amplitude: 1.16Overshoot(%): 15.8At time(sec): 0.348Amplitude0.80.60.40.2000.10.20.30.40.5Time(sec)0.60.70.80.91

6、在使用SISO Design Tool 完成系統的設計之后，在系統實現之前必須對設計好的系統通過Simulink 進行仿真分析，進一步對控制器C進行驗證，以確保系統設計的正確性。下圖為系統相應的Simulink模型：

untitledFStepFeed ForwardSumuntitledCCompensatorex_1PlantOutput1untitledHSensor DynamicsOut1

7、編寫M文件運行以得出超調量和過渡過程時間，以驗證是否正確，程序如下： num0=40;den0=conv([1,0],[1,2]);num1=[0.2,1];den1=[0.03,1];

[num2,den2]=series(num0,den0,num1,den1);[num,den]=cloop(num2,den2);t=0:0.005:5;

y=step(num,den,t);plot(t,y);N=length(t);yss=y(N);hold on

[ymax,i]=max(y);mp=(ymax-yss)*100/yss, i=N;

while abs(y(i)-yss)/yss<=0.02 i=i-1;end Ts=t(i)，運行結果： mp =

15.7500

Ts =

0.7150

運行所得的曲線如下： 1.41.210.80.60.40.2000.511.522.533.544.55

運行結果分析：所得出的結果，超調量15.7500%<20%,過渡過程時間0.7150s<1.5s,滿足設計要求，證明設計的沒有問題，符合設計要求。

三、串聯校正裝置中增益、極點和零點對系統性能的影響。（1）加入增益68，所得到的根軌跡及伯德圖：

Root Locus Editor(C)150100Open-Loop Bode Editor(C)10050500G.M.: InfFreq: InfStable loop-50-900-50-135-100P.M.: 8.66 degFreq: 106 rad/sec-1-150-20-180-15-10Real Axis-5010100

編寫M程序，得出圖像及超調量，過渡過程時間等值，來判斷加入增益對系統性能的影響，程序如下：

num0=40;den0=conv([1,0],[1,2]);num1=68*[0.2,1];den1=[0.03,1];[num2,den2]=series(num0,den0,num1,den1);[num,den]=cloop(num2,den2);t=0:0.005:1;y=step(num,den,t);plot(t,y);%計算超調量mp N=length(t);yss=y(N);

hold on %yss：穩態值 [ymax,i]=max(y);mp=(ymax-yss)*100/yss, i=N;while abs(y(i)-yss)/yss<=0.02

i=i-1;end Ts=t(i)，運行結果為

1010Frequency(rad/sec)12103mp =

69.4107

Ts =

0.2600 運行曲線為：

1.81.61.41.210.80.60.40.2000.10.20.30.40.50.60.70.80.91

由以上結果及圖像可以得出以下結論：加入增益之后超調量變大了，過渡過程時間變短了，波動的更加厲害，穩態誤差變小了。說明可以改變開環增益的大小，從而改善穩態誤差

（2）加入零點-10，所得到的根軌跡及伯德圖： Root Locus Editor(C)360402200Open-Loop Bode Editor(C)10-20G.M.: InfFreq: NaNStable loop-40-45-1-90-2-135P.M.: 108 degFreq: 12.9 rad/sec-1-3-60-180-50-40-30-20Real Axis-100101001010Frequency(rad/sec)12103

階躍響應曲線如下：

Step Response1.41.21Amplitude0.80.60.40.2000.5Time(sec)11.5

由圖可以得出，加入零點后對系統的性能產生了很大的影響，過渡過程時間變長了，超調量變小了，波動次數少了，而且增加開環極點，使得原系統根軌跡的整體走向在S平面向右移，使系統穩定性變壞。

（3）加入極點-10后所得到的根軌跡以及伯德圖: Root Locus Editor(C)8050Open-Loop Bode Editor(C)60040-50200-100G.M.: 10.3 dBFreq: 14.4 rad/secStable loop-150-90-20-40-180-60P.M.: 22.1 degFreq: 7.34 rad/sec100-80-100-50Real Axis0-270-150101010Frequency(rad/sec)12103

階躍響應曲線如下：

Step Response1.61.41.21Amplitude0.80.60.40.2000.511.5Time(sec)22.533.5 由圖可以看出加入零點之后系統的性能發生的變化，過渡過程時間變得更長了，超調量變大了，波動次數變多了，增加開環零點，使得原系統根軌跡的整體走向在S平面向右移，使系統穩定性得到改善。

四、設計小結

這個設計是應用了matlab中新的功能，是輔助設計閉環系統根軌跡的仿真軟件Rltool，可以用來進行根軌跡校正的一個軟件，在使用的過程中遇到了很多問題，參照著課本，一步一步的進行探索，遇到課本上解決不了的，就向同學和老師詢問，或者在網上搜些資料以幫助自己理解一些概念，從而更快的理解課程設計需要做的東西，該如何按照老師的要求做出來，其中需要試一些符合要求的零極點，試了很多次。還要到最后進行simulink的仿真，并且編寫了程序，以驗證所設計的是不是符合要求。

通過這次課程設計，我學到了很多東西，通過編寫程序，用到了以前學過的知識，對以前所學知識進行了鞏固，覺得非常好，把以前學過的東西又重新撿起來，繼續用，也為自己的后續的學習之路鋪下基礎，比如說后面的畢業設計可能就會用到matlab。我也感受到了matlab強大的功能，對這個軟件產生了極大的興趣，非常實用和好玩。這次課程設計真的學到了很多很多，深受啟發，讓我對以后的學習充滿了信心，老師也很敬業，對我們學生很負責任，耐心教導。

第三篇：《控制系統仿真與CAD》學習的感想

《控制系統仿真與CAD》學習的感想

學習了《控制系統仿真與CAD》這門課程。在這一過程中我學了很多東西，最直接的就是將控制理論和MATLAB軟件聯系起來，用計算機來仿真在《自動控制原理》中所學的內容，即利用MATLAB軟件來對自動控制系統進行仿真，以驗證所學的知識并且得到比較直觀的結論。

控制系統是指由控制主體、控制客體和控制媒體組成的具有自身目標和功能的管理系統。控制系統意味著通過它可以按照所希望的方式保持和改變機器、機構或其他設備內任何感興趣或可變化的量。控制系統同時是為了使被控制對象達到預定的理想狀態而實施的。控制系統仿真是建立在控制系統模型基礎之上的控制系統動態過程試驗，目的是通過試驗進行系統方案論證，選擇系統結構和參數，驗證系統的性能指標等。

MATLAB不僅僅是一門編程語言，還是一個集成的軟件平臺，它包含以下幾個主要部分：MATLAB語言、集成工作環境、MATLAB圖形系統、數學函數庫、交互式仿真環境Simulink、編譯器、應用程序接口API、工具箱、Notebook工具。而在控制系統CAD中我們較多的是使用MATLAB數學函數庫中的函數來對控制系統進行仿真與處理。另外，也利用MATLAB交互式仿真環境Simulink來構建系統的結構框圖，這樣更直接的應用于不知道系統傳遞函數的情況下來得到系統的仿真結果，從而省去了計算傳遞函數的復雜計算。

MATLAB它具有豐富的可用于控制系統分析和設計的函數，MATLAB的控制系統工具箱提供對線性系統分析、設計和建模的各種算法；MATLAB的仿真工具箱(Simulink)提供了交互式操作的動態系統建模、仿真、分析集成環境。通過在傳遞函數的建立、繪制響應的曲線等方面談了我學習的經歷，以及整個對控制系統仿真的整體過程。

在學習過程中還有利用Simulink工具箱繪出系統的結構框圖，再調用這個框圖來產生出傳遞函數再進行仿真計算。這樣的話可以更方便的對控制系統進行仿真與設計，而不用去通過復雜的方式去求去傳遞函數，然后再去計算響應，繪制響應曲線。MATLAB軟件的強大的功能和優點以及MATLAB語言的特點，在控制系統仿真中帶來了很大幫助，在實際中經常將控制系統的數學模型用零點、極點和增益來描述，在對于單神經元自適應PID控制，通過仿真定性的分析了單神經元PID控制中比例學習率、積分學習率、微分學習率和增益K等參數在控制中所起到的作用得出：

（1）在積分學習率、微分學習率不變的情況下，比例系數學習率越大則超調量越小，但是響應速度也會越慢；

（2）在比例學習率、微分學習率不變的情況下，積分系數學習率越大則響應會越快，但是超調量也會越大；

（3）在比例學習率、積分學習率不變的情況下，微分學習率對單神經元PID控制器的控制效果影響不大；

（4）K是系統最敏感的參數，K值增大、減小相當于P、I、D三項同時增加、減小，同時K 值過大會使系統發生振蕩，導致系統發散，所以對于K值應合理選擇。

通過本次學習，學習了薛教授的控制系統仿真課程，結合自己在教學工作中總結的經驗教訓，使我更進一步加深了怎樣分析問題和解決問題，加強了對已學過知識的理解，增強了實際應用能力，同時也開闊了視野，使我對《控制系統仿真與CAD》有了新的理解。

首先，基于MATLAB仿真環境平臺，盡量將控制系統理論的學習與實際應用結合在一起，用控制系統設計和試驗結果為依據，加深學生對理論知識的形象理解，為學生提供了一種重要的數學建模的輔助工具。本課程具有很強的實踐性，實踐是一個必要的環節，學習該課程主要是為了將其應用于控制系統的分析與設計，因此培養學生的實踐能力極為重要。

其次，要給學生具體的任務，同時注意知識點與實際模型的結合，讓學生在完成任務和解決實際問題的過程中學習，增加學生的學習興趣，提高學習效果。首先，教師講課的水平必須提高，講課方式必須有激情，才能保證學生得以繼續學習提供最基本的學習興趣；其次，在任何一門課開始之前，必須跟學生闡述此門課程與實際生活的相關性，并列舉一二三實例最好加以演示，這樣可大大提高學生學習此門課程的興趣；然后，充分利用課程內實驗環節，多設計幾個與實際例子息息相關的課題，讓學生獨立或者分組去完成；最后，實時鼓勵學生，給學生信心。

第三，重視發展學生的智力，主要包括觀察能力，實驗操作能力、思維能力、想象能力和記憶能力等．教學的根本任務是教會學生如何學習．只會傳播真理的還不能算好教師，只有在傳播真理的同時，又能傳播發現真理方法的才是好教師。學習過程中，不僅要看到前人的科學結論，對于后人創造發展所起的巨大作用，而且還要看到前人在成功和失敗中，曾經使用過的一些科學方法，他們對科學真理的執著追求的信念和百折不撓的堅強意志，對人類社會的發展所起的巨大影響。

最后，MALAB是一個作為仿真實驗所用的強大軟件，只有通過實驗或仿真，才證明理論或方法的正確性和有效性。通過實驗、仿真，提高學生對研究的興趣，從而反過來激發學生對理論研究的熱情，讓學生通過MATLAB仿真徹底理解和掌握這些結論。

雖然學習結束了，但對控制系統的仿真仍要伴隨在我以后的學習和工作中。今后，對控制系統的仿真與設計也將有更加實際的內容，繼續學習，不斷深入，努力將MATLA這個軟件更好的應用于對控制系統的仿真和設計上。

第四篇：關于張曉華同志的工作鑒定報告

關于張曉華同志的工作鑒定報告

張曉華同志在我校工作以來，積極參加各種學習培訓，認真參加政治學習，提高思想覺悟，樹立全新的教育理念。認真學習貫徹黨的教育方針政策，嚴格遵守《中小學教師職業道德規范》，堅持每周的政治學習和業務學習，緊緊圍繞學習新課程標準，構建新課程理論，不斷更新教育觀念。

該同志嚴謹治學，扎實工作。在堅持抓好教研教改及新課程理念學習和應用的同時，還積極探索教育教學模式，充分運用學校現有的教育教學資源，大膽改革課堂教學，教案編寫認真，深入細致。平時認真研究教材，多方參閱各種資料，力求深入理解教材，準確把握重難點，注重課堂教學效果。針對中高年級學生特點，以“快樂教學“為主，不搞滿堂灌，堅持以學生為主體，教師為主導、教學為主線，注重講練結合。在課余和同事們探討在課堂教學中遇到的問題，積極認真的記錄教學敘事和教學反思，讓自己的課堂教學在學習和探究中越來越好，越來越得到同事和學生的認可，使得教學成績也就名列前茅，并且指導的學生在2011年和2012年的全國數學“希望杯“競賽中也榮獲得一等獎和二等獎。

該同志勤奮好學、遵守校規，認真上好每一節課，其工作能力在教學實踐中得到歷練，得到了工作單位的認可和好評。

天義鎮總校 2012、8、15

第五篇：建筑工程制圖與CAD課程實踐報告

建筑工程制圖與CAD

實踐報告

姓名:郝原山 日期:2017.2.28

課程

目錄

一． AutoCAD圖形系統 二． 天正建筑軟件TArch 三． 探索者TSSD 四． PKPM設計軟件 五． 道路路線設計軟件 六． 橋梁工程設計軟件 七． 工程量清單計價軟件

一、AutoCAD圖形系統

使用CAD繪制二維平面圖形并進行標注和修改。CAD具有操作簡單,功能強大等特點,使用軟件工具欄各種工具進行作圖可以快捷完成。工具欄每個工具都有相應的快捷操作方式,掌握相應的快捷方式可以大大提高繪圖速度。根據實踐課要求,我進行了CAD的實踐操作,具體操作內容如下: 1.打開AutoCAD圖形系統,建立作圖環境。

2.對新做CAD圖形進行重命名。具體操作為：打開”文件”選項卡,選擇”另存為”出現如下圖界面，將圖紙新命名然后點保存。

3.下面進行圖形繪制。選擇“直線”命令，在“模型”視口內選擇點(如下圖)

輸入直線的長度，按回車鍵確定。圖示輸入直線長度為1000，注意：CAD中所有直線的長度的計量單位為毫米。

4．打開“標注”選項卡，選擇線性標注，對新畫直線進行標注。

5.下面對該直線進行修改操作。左鍵選定該直線，點選“復制”命令或輸入“co”快捷命令，回車確定。在操作窗口內選擇一個方向進行復制操作。復制方向及距離可任意設定。

CAD的基本操作命令還有很多，具體操作如下： 繪制多邊形。

繪制矩形。

繪制圓形。

繪制橢圓形。

繪制圓弧。繪制云線。

對繪制的圖形進行“移動”。

布局視口。

對繪制的圖形進行“鏡像”操作。

對繪制的圖形進行“矩形陣列”操作。

下面是我用CAD繪制的一棟2層建筑物的平面圖，使用的CAD基本的操作命令。

二、天正系列軟件

天正建筑系列軟件是在CAD基礎上二次開發的一款繪圖輔助軟件。天正軟件根據不同專業分為天正建筑、天正電氣、天正暖通、天正給排水等。根據專業的不同，天正軟件進行深化，對專業常用內容集成制作成相應的快捷命令，大大提高相關專業的繪圖速度。

天正建筑軟件和CAD相比，在窗口的左側及下側增加了2欄快捷操作命令。天正建筑繪制平面圖的步驟為： 1.繪制軸網，兩點軸標

2.修剪軸網，單線變墻

3.插入門窗，門窗標注

4.插入樓梯、坡道

5.繪制陽臺、臺階、散水，標注細部尺寸和標高．

6.插入剖切符號、索引符號，附上文字

7.插入圖框，指北針，在標題欄中寫入文字

8．檢查后保存，打印成電子稿。天正系列軟件可根據不同專業繪制相應的設計施工圖紙。上面所示為天正建筑繪制施工圖的具體操作，常用還有天正電氣、天正給排水等。

天正電氣設計圖紙

天正給排水設計圖紙

天正暖通設計圖紙

三、TSSD軟件

TSSD軟件以國家設計規范為依據，為了與建設部2003年頒布實施的法制圖規則《混凝土結構施工圖平面整體表示方和構造詳圖》-03G101-1一致，本軟件采用了新標準規定的繪圖方法繪制施工圖，同時考慮廣大設計人員長期的習慣，保留了按照傳統的繪圖習慣繪制施工圖。因此，使用本軟件繪制結構施工圖具有廣泛的通用性。

TSSD具有很多功能特點，主要分為四個方面：

1、TS平面

主要功能是畫結構平面布置圖，其中有梁、柱、墻、基礎的平面布置，大型集成類工具板設計，與其它結構類軟件圖形的接口。平面布置圖不但可以繪制，更可以方便的編輯修改。每種構件均配有復制、移動、修改、刪除的功能。這些功能不是簡單的CAD功能，而是再深入開發的專項功能，例如，刪除柱線，在刪除柱線之后，程序自動將與該柱線相交的梁線或墻線修補齊全，不需要用戶再手工修改了。板設計是集成型大工具的典范，可在圖中自動搜索板邊，即時計算板，再畫出板配筋。整個操作過程一氣呵成，成圖速度又快又安全。圖面效果美觀整潔，無需二次修改。與其它結構類軟件圖形的接口主要有天正建筑（天正7以下的所有版本）、PKPM系列施工圖、廣廈CAD，轉化完成的圖形可以使用TSSD的所有工具再編輯。

3、TS構件

主要功能是結構中常用構件的詳圖繪制，有梁、柱、墻、樓梯、雨蓬陽臺、承臺、基礎。只要輸入幾個參數，就可以輕松的完成各詳圖節點的繪制。

3、TS計算

主要功能是結構中常用構件的邊算邊畫，既可以整個工程系統進行計算，也可以分別計算。可以計算的構件主要有板、梁、柱、基礎、承臺、樓梯等等，這些計算均可以實現透明計算過程，生成WORD計算書.。TS工具

主要是結構繪圖中常用的圖面標注編輯工具，包括：尺寸、文字、鋼筋、表格、符號、比例變換、參照助手、圖形比對等等共有200多個工具，襄括了所有在圖中可能遇到的問題解決方案，可以大幅度提高工程師的繪圖速度。（包括各種使用標注修改工具）。

四、PKPM軟件

PKPM是一個系列，除了建筑、結構、設備（給排水、采暖、通風空調、電氣）設計于一體的集成化CAD系統以外，目前PKPM還有建筑概預算系列（鋼筋計算、工程量計算、工程計價）、施工系列軟件（投標系列、安全計算系列、施工技術系列）、施工企業信息化（目前全國很多特級資質的企業都在用PKPM的信息化系統）

1.PK模塊具有二維結構計算和鋼筋混凝土梁柱施工圖繪制兩大功能: 模塊本身提供一個平面桿系的結構計算軟件，適用于工業與民用建筑中各種規則和復雜類型的框架結構、框排架結構、排架結構，剪力墻簡化成的壁式框架結構及連續梁，拱形結構，桁架等。規模在30層，20跨以內。

在整個PKPM系統中，PK承擔了鋼筋混凝土梁、柱施工圖輔助設計的工作。除接力PK二維計算結果，可完成鋼筋混凝土框架、排架、連續梁的施工圖輔助設計外，還可接力多高層三維分析軟件TAT、SATWE、PMSAP計算結果及磚混底框、框支梁計算結果，可為用戶提供四種方式繪制梁、柱施工圖，包括梁柱整體畫、梁柱分開畫、梁柱鋼筋平面圖表示法和廣東地區梁表柱表施工圖，繪制100層以下高層建筑的梁柱施工圖。

2．PK軟件可處理梁柱正交或斜交、梁錯層，抽梁抽柱，底層柱不等高，鉸接屋面梁等各種情況，可在任意位置設置挑梁、牛腿和次梁，可繪制十幾種截面形式的梁，可繪制折梁、加腋梁、變截面梁，矩型、工字梁、園型柱或排架柱，柱箍筋形式多樣。

3.按新規范要求作強柱弱梁、強剪弱彎、節點核心、柱軸壓比，柱體積配箍率的計算與驗算，還進行罕遇地震下薄弱層的彈塑性位移計算、豎向地震力計算、框架梁裂縫寬度計算、梁撓度計算。

4.按新規范和構造手冊自動完成構造鋼筋的配置。5.具有很強的自動選筋、層跨剖面歸并、自動布圖等功能，同時又給設計人員提供多種方式干預選鋼筋、布圖、構造筋等施工圖繪制結果。

6.在中文菜單提示下，提供豐富的計算模型簡圖及結果圖形，提供模板圖及鋼筋材料表。

7.可與“PMCAD”軟件聯接，自動導荷并生成結構計算所需的平面桿系數據文件。

8.程序最終可生成梁柱實配鋼筋數據庫，為后續的時程分析、概預算軟件等提供數據。

五．道路路線設計軟件

HintCAD一套路、橋、隧、涵、墻、土方、仿真、交通、地質多專業集成的三維CAD解決方案。緯地軟件適用于不同等級、標準的高速公路設計項目，作為國內高速公路項目設計的主流軟件，從西部地區地形復雜、橋隧相連的山區高速公路到東部地區跨海跨江的國家主干線高速公路，從以方案選擇優化為核心的新建的高速公路項目到以路線擬合、互通改造、橋梁拼接和交通組織等為關鍵的改擴建高速公路項目，國內用戶每年應用緯地軟件完成的高速公路設計里程超過5000公里。

緯地軟件可以接收、轉換和利用來自數字地面模型和外業采集等多種途徑來源的縱橫斷面基礎數據資料，進行高速公路平面定線設計、縱斷面設計、路基設計、橫斷面設計、路基排水設計等，同時集成化高效完成土石方綜合調配、涵洞設計、擋土墻設計、隧道設計、設計測量與施工放樣等工作，輸出所有平、縱、橫相關設計成果（圖紙表格），能夠針對性實現分離式路基（含高低路堤、上下行線、分隔帶變寬等）和排水溝（邊溝）溝底縱坡設計等特殊設計要求。“主線平面設計”和“智能布線”功能是為眾多用戶喜愛的、進行公路路線平面定線和優化設計的利器，也是許多用戶認可的采用傳統的交點法（導線法）以及曲線法進行路線定線的方法與思路的代表。尤其是“智能布線方法和技術”讓路線定線設計的過程更具創意性，該方法適用于進行山區公路和互通立交的復雜線形的靈活布設。緯地軟件能夠很好的解決越來越多的山區高速公路項目中出現的上下行線位分離（或縱面分離）設計的情況，即分離式路基設計，包括細節的路基分離處橫斷面的詳細設計和土石方的準確劃分等。“平面擬合”功能是基于“智能布線”技術而開發的一個全線自動擬合工具。可根據舊路全路段的控制點位測量數據（平面點位），自動擬合獲得項目全線的平面線形數據，并輸出平面擬合報告，以及擬合出來的平面線形的技術指標統計。該功能可以極大地提高設計者在舊路線位恢復、曲線擬合等方面的工作效率和精度，解決人工手工擬合的反復性大、準確率低等問題

“縱斷面優化擬合設計”功能采用最小二乘法原理，實現了各等級公路各階段的縱斷面自動優化設計、以及舊路改建工程的縱斷面自動擬合設計。在平面線形既定的情況下，根據道路等級、沿線自然條件和構造物控制標高等控制參數，快速確定各坡段的坡長和縱坡度，并自動配置豎曲線，使得縱斷面土石方等相關工程量最小。同時，縱斷面設計線滿足國家規范技術指標、標高控制點限制以及平縱組合等要求。全新的橫斷面詳細設計理念——“智能模板設計技術”。為了徹底解決工程師對公路

CAD 技術在易用性、自動化和開放性、適用性方面的需求與矛盾，同時可以滿足國外工程項目勘測設計任務的迫切需要，緯地軟件首次提出了“智能模板設計技術”的構想和思路。此功能主要包括兩部分：即“模板設計技術”和“模板繪圖技術”。“模板設計技術”是通過在公路

CAD 中開發和定義各類橫斷面組件，工程師根據系統定義的各種橫斷面組件，以圖形化自定義的方式拼裝組成標準橫斷面設計模板（類似于我們通常設計中的標準橫斷面或者典型橫斷面），并指定每一種標準橫斷面模板的適用范圍（樁號區間），系統根據設計模板自動進行橫斷面戴帽子設計，包括路基設計（含超高加寬設計）、填挖方邊坡設計、清表設置計算、挖臺階設計、邊溝排水溝設計、土石方工程量計算等等。

“模板繪圖技術”由工程師直接以

CAD 圖形的方式先繪制橫斷面圖紙的成果樣圖，然后使用系統提供的定義功能為每一個圖形元素指定其對應的關鍵字，這樣便定義完成了橫斷面繪圖模板。系統根據該樣式圖（模板）自動繪制輸出橫斷面設計圖紙。

在國際同類軟件中處于領先水平的“路線三維互動優化技術”。以高速三維數字地面模型（DTM）引擎為核心，利用計算軟件和網絡技術實現了平、縱、橫及三維模型之間的實時關聯互動化設計。當工程師在拖動平面路線位置時，該技術將自動實現縱斷面、橫斷面和三維模型的實時刷新，使得工程師馬上可以直觀的觀察到橫斷面和三維模型的變化情況，從而判斷路線修改的合理性。對于復雜地形條件下的路線修改優化工作可以起到事半功倍的效果。

六、橋梁工程設計軟件 橋梁博士（Dr.Bridge）是由上海同豪土木工程咨詢有限公司開發的一款橋梁計算軟件系統，該系統是一個集可視化數據處理、數據庫管理、結構分析、打印與幫助為一體的綜合性橋梁結構設計與施工計算系統。系統的編制完全按照橋梁設計與施工過程進行，密切結合橋梁設計規范，充分利用現代計算機技術，完全符合設計人員的習慣。對結構的計算是寧繁勿簡，充分考慮了各種結構的復雜組成與施工情況，使用更方便，計算更精確；同時在數據輸入的容錯性方面作了大量的工作，使用戶不會因一時的失誤而造成不必要的工作損失。系統編輯

本系統寄托在Windows平臺上，充分利用Windows平臺的特點：標準一致的用戶界面、多任務系統、鼠標的點取和強大的設備支持特性。另外，Dr.Bridge系統拋棄了以往陳舊的編程思想，改用面向對象程序編制方法，使得用戶對系統的干預大大加強，便于處理各種復雜情況，也使得計算機的呆板性得到了解決。同時，系統以MFC基本類庫為基礎，大大降低了系統對硬件的依賴性，便于未來64位操作系統的移植和升級。作用編輯

自1995年投向市場以來設計計算了鋼筋混凝土及預應力混凝土連續梁、剛構、連續拱、桁架梁、斜拉橋等多種橋梁。在設計過程中充分發揮了程序實用性強、可操作性好、自動化程度較高等特點，對于提高橋梁設計能力起到了很好的作用。在設計應用過程中，通過實踐校核及與其它軟件的比較，橋梁博士進行了完善和擴充，進一步得到了穩定。改進編輯

目前3.0版主要按照《公路橋涵設計通用規范》 JTG D60-2004和《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》 JTG D62-2004進行補充修改。并對程序的前處理和后處理部分在原有的基礎上做了大的改進，擴充的每個功能塊都凝聚著開發組多年來的心血，都是經過認真的總結、研究和精心設計而最終完成的；同時密切與橋梁工程設計實踐相結合，借助力學技術和計算機技術全力解決用戶在橋梁工程設計過程中碰到的棘手的數據處理問題，使用戶能夠集中精力解決橋梁結構的合理性問題。

七、廣聯達計價軟件

廣聯達計價軟件是進行工程預決算報價的輔助軟件，它已國家制定的工程預算定額為依據，根據工程的具體情況進行項目前期施工預算、中期成本核算、后期項目決算。廣聯達計價的具體操作步驟為： 1.打開廣聯達計價軟件

2.新建項目工程。

3．根據項目特點，分專業設置單位工程。

4.編制各專業工程量清單5.編制清單報價文件

6.措施費的計取

7.規費、稅金的計取

8.人材機單價修改

9.報表導出

本次實踐讓我學到很多知識。實訓的第一天指導老師給我們布置好實習任務，實習目的以及意義所在，然后交代了一些細節方面的問題，強調應當注意的一些地方，便要求開始繪圖。剛開始看見任務時我們都很有壓力，看起來是那么的難，但經過仔細的看了作圖要求，以及提示的作圖步驟，我們也有了信心。在這期間也復習了以前的知識。遇到新問題就找老師或同學請教時又學到尚未學到的知識。雖然在知識的掌握和繪圖技術方面有所欠缺，但是我懷著積極的心態去面對這次難得的實訓機會。這次實訓的目的就是讓我們可以熟練的使用AutoCAD的常用繪圖命令和編輯命令，培養學生運用AutoCAD軟件繪制平面圖形的技能和技巧。鞏固所學的繪制專業圖的基本知識和方法，以及有關的國家標準，培養學生運用AutoCAD軟件繪制專業圖的方法和技能。培養學生耐心細致的工作作風和嚴肅認真的工作態度。通過這次的實訓，不敢說我對于AutoCAD的常用繪圖命令和編輯命令的運用很嫻熟，但相對實訓前有了很大的提高。比較明顯的就是速度快了，同一類型的圖可以用更少的時間去完成，而質量也只高不低。不過最嫻熟的還是基本設置，圖層、線型、線寬、比例、顏色、文字樣式、尺寸標注等。為了加強這方面的練習，我每幅圖都畫一遍圖幅，設置一次圖層、線型、線寬、顏色、文字樣式和標注樣式。建筑圖形和幾何圖形的比例是不同的，畫一個標準的A3圖幅后要擴大100倍。幾何圖形的標注樣式也各有各樣，特別是一些直徑和半徑的標注，和常規的有差別，以前沒接觸過的在實訓中接觸了，學會了如何設置。

感謝老師的辛苦指導，經過此次實踐我熟練掌握了相關軟件的使用技巧，并可以進行相應的繪圖及計算。為了今后學習和工作，我一定會繼續努力學習這些軟件使用，爭取達到更熟練的水平，為今后工作學習打下基礎。