matlab论文35728

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1、河南理工大学万方科技学院MATLAB在自动控制原理中的应用姓名：常世超学号：0926302026专业：09电子信息工程班级：电信11升指导老师：赵鸿图2011年12月21日MATLAB选修课论文MATLAB简介MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全

2、面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。当代教育理念中对实践性教学的重视程度与日俱增，教育手段也逐步先进，类似信号与系统这一类课程的教学方式，面临变革与挑战。国内外各大院校在实践理论与实践相结合的教学活动中，目光不约而同地投向一款优秀的计算机软件—MATLAB。国内外教育人士对结合MATLAB进行信号与系统教学已达成共识，在教学过程中增加MATLAB仿真实验室流行的做法。随着计算机技术和信息技术的飞快发展，

3、数字信号处理技术在各种工程技术领域，特别是新兴高科技术产业内获得了越来越广泛的应用。因而信号与系统课程作为学习数字信号处理技术的基础课程，越发受到师生的重视。利用MATLAB强大的计算仿真功能和方便易用的图形绘制功能可以将抽象的数学和技术理论以易于理解的可视化形式展示给学生，起到更好的教学效果。这学期我选修了这门课程，学到了不少得东西尤其是MATLAB对我学的自动控制原理课程应用有很大的帮助在自动控制中，帮助我进一步的理解自动控制的概念。自动控制原理中的MATLAB的基本操作：1、定义传递函数；g

4、1=tf([分子],[分母])2、多项式相乘；conv([多项式1],[多项式2])；最多两个多项式Eg.若三个多项式g3=tf([1],conv(conv([10.31],[15.06]),[10.64]))Transferfunction:1----------------------------------------s^3+6.01s^2+5.005s+1.004二、自动控制原理控制系统的分析包括系统的稳定性分析、时域分析、频域分析及根轨迹分析。1、控制系统的稳定性分析1.1系统稳定及最小

5、相位系统判据1)对于连续时间系统，如果闭环极点全部在S平面左半平面，则系统是稳定的。2)对于离散时间系统，如果系统全部极点都位于Z平面的单位圆内，则系统是稳定的。3)若连续时间系统的全部零极点都位于S左半平面；或若离散时间系统的全部零极点都位于Z平面单位圆内，则系统是最小相位系统。qpzmap(p,z);根据系统已知的零极点p和z绘制出系统的零极点图2、控制系统的时域分析step()；求取系统单位阶跃响应；impulse()；求取系统的冲激响应；3、控制系统的频域分析bode()；求取系统对数频率

6、特性图（波特图或对数幅频特性曲线）；nyquist()；求取系统奈奎斯特图（幅相频率特性曲线图或极坐标图）；4、常用频域分析函数margin：求幅值裕度和相角裕度及对应的转折频率freqs：模拟滤波器特性nichols：求连续系统的尼科尔斯频率响应曲线（即对数幅相曲线）ngrid：尼科尔斯方格图5、控制系统的根轨迹分析所谓根轨迹是指，当开环系统某一参数从零变到无穷大时，闭环系统特征方程的根在s平面上的轨迹。一般来说，这一参数选作开环系统的增益K，而在无零极点对消时，闭环系统特征方程的根就是闭环传递

7、函数的极点。根轨迹分析方法是分析和设计线性定常控制系统的图解方法，使用十分简便。利用它可以对系统进行各种性能分析（1）稳定性当开环增益K从零到无穷大变化时，图中的根轨迹不会越过虚轴进入右半s平面，因此这个系统对所有的K值都是稳定的。如果根轨迹越过虚轴进入右半s平面，则其交点的K值就是临界稳定开环增益。（2）稳态性能开环系统在坐标原点有一个极点，因此根轨迹上的K值就是静态速度误差系数，如果给定系统的稳态误差要求，则可由根轨迹确定闭环极点容许的范围。（3）动态性能当0

8、轴上，系统为过阻尼系统，单位阶跃响应为非周期过程；当K=0.5时，闭环两个极点重合，系统为临界阻尼系统，单位阶跃响应仍为非周期过程，但速度更快；当K>0.5时，闭环极点为复数极点，系统为欠阻尼系统，单位阶跃响应为阻尼振荡过程，且超调量与K成正比。5．1根轨迹分析函数通常来说，绘制系统的根轨迹是很繁琐的事情，因此在教科书中介绍的是一种按照一定规则进行绘制的概略根轨迹。在MATLAB中，专门提供了绘制根轨迹的有关函数。pzmap：绘制线性系统的零极点图rlocus：求系统根轨迹。rlo