matlab在自动控制原理中的应用毕业论文.doc

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1、matlab在自动控制原理中的应用毕业论文目录摘要3第1章绪论41．1研究目的41．2相关研究现状41．3研究方法41．4本次设计的主要内容以及目前学术届近一步研究的趋势61.4.1本次设计的主要内容61.4.2目前学术界近一步研究的趋势6第2章开发工具82．1MATLAB编程语言发展历程及特点82．2MATLAB系统构成92．3MATLAB的GUI设计102．4本章小结11第3章控制系统性能指标及校正装置分类123．1控制系统的性能指标123.2控制系统校正的分类143．3本章小结16第4章基于频率法的控制系统的校正设计174．1基于频率法的串联超前校正174．1．1串联超前校正网

2、络设计的算法步骤174．1．2超前校正装置的评价184．2基于频率法的串联滞后校正184．2．1串联滞后校正网络设计的算法步骤194.2.2滞后校正装置的评价194．3基于频率法的串联超前滞后校正19554．3．1串联超前滞后校正网络设计的算法步骤204．3．2滞后超前校正装置的评价204.4三种校正方法的效果对比214．5本章小结21第5章控制系统的仿真与校正对比分析225．1程序方式225.1.1控制系统校正前的性能指标225.1.2校正装置的设计过程及其性能指标的仿真285.1.3控制系统校正后的性能指标305．2Multisim电路设计仿真方式38第6章设计总结416.1总结

3、416.2心得41附英文文献：43第1章绪论1．1研究目的在实际工程控制中，往往需要设计一个系统并选择适当的参数以满足性能指标的要求，或对原有系统增加某些必要的元件或环节，使系统能够全面满足性能指标要求，此类问题就称为系统校正与综合，或称为系统设计。当被控对象给定后，按照被控对象的工作条件，被控信号应具有的最大速度和加速度要求等，可以初步选定执行元件的形式、特性和参数。然后，根据测量精度、抗扰能力、被测信号的物理性质、测量过程中的惯性及非线性度等因素，选择合适的测量变送元件。在此基础上，设计增益可调的前置放大器与功率放大器。这些初步选定的元件以及被控对象适当组合起来，使之满足表征控制

4、精度、阻尼程度和响应速度的性能指标要求。如果通过调整放大器增益后仍然不能全面满足设计要求的性能指标，就需要在系统中增加一些参数及特性可按需要改变的校正装置，使系统能够全面满足设计要求，这就是控制系统设计中的校正问题。系统设计过程是一个反复试探的过程，需要很多经验的积累。55MATLAB／Simulink为系统设计提供了有效手段。1．2相关研究现状系统仿真作为一种特殊的实验技术，在20世纪30-90年代的半个多世纪中经历了飞速发展，到今天已经发展成为一种真正的、系统的实验科学。自动控制系统仿真是系统仿真的一个重要分支，它是一门设计自动控制理论、计算机数学、计算机技术、系统辩识以及系统科

5、学的综合性新型学科。它为控制系统的分析、计算、研究、综合设计以及自动控制系统的计算机辅助教学等提供了快速、经济、科学及有效的手段。自动控制系统仿真就是以自动控制系统模型为基础，采用数学模型替代实际控制系统，以计算机为工具，对自动控制系统进行实验、．分析、评估及预测研究的一种技术与方法。1．3研究方法自动控制系统仿真包括以下几个基本步骤：问题描述、模型建立、仿真实验、结果分析，其流程如图1．1所示：(1)建立数学模型55问题描述目标建立模型建立程序编写数据分析结果输出仿真实验检查程序是否正确确认图1．1计算机仿真流程图控制系统模型，是指描述控制系统输入、输出变量以及内部变量之间关系的数

6、学表达式。控制系统模型可分为静态模型和动态模型，静态模型描述的是自动控制系统变量之间的静态关系，动态模型描述的是自动控制系统变量之间的动态关系。最常用、最基本的数学模型是微分方程与差分方程。(2)建立仿真模型55由于计算机数值计算方法的限制，有些数学模型是不能直接用于数值计算的，如微分方程，因此原始的数学模型必须转换为能够进行系统仿真的仿真模型。例如，在进行连续系统仿真时，就需要将微分方程这样的数学模型通过拉普拉斯变换转换成传递函数结构的仿真模型。(3)编写仿真程序控制系统的仿真涉及很多相关联的量，这些量之间的联系要通过编制程序来实现，常用的数值仿真语言有C、FORTRAN等，近年来

7、发展迅速的综合计算仿真软件，如MATLAB也可以用来编写仿真程序，而且编写起来非常迅速、界面友好，已得到广泛应用。(4)进行仿真实验并分析实验结果在完成以上工作后，就可以进行仿真实验了，通过对仿真结果的分析来对仿真模型与仿真程序进行校验和修改，如此反复，直到达到满意的实验效果为止。1．4本次设计的主要内容以及目前学术届近一步研究的趋势1.4.1本次设计的主要内容(1)本论文主要是利用MATLAB7．0对频率法校正进行编程，生成用于进行系统校正的通用程序。(