基于matlab的控制系统稳定性分析

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1、四川师范大学本科毕业设计基于MATLAB的控制系统稳定性分析学生姓名宋宇院系名称工学院专业名称电气工程及其自动化班级2010级1班学号2010180147指导教师杨楠完成时间2014年5月12日基于MATLAB的控制系统稳定性分析电气工程及其自动化本科生宋宇指导老师杨楠摘要系统是指具有某些特定功能，相互联系、相互作用的元素的集合。一般来说，稳定性是系统的重要性能，也是系统能够正常运行的首要条件。如果系统是不稳定，它可以使电机不工作，汽车失去控制等等。因此，只有稳定的系统，才有价值分析与研究系统的自动控制的其它问题。为了加深对稳定性方面的研究，本设

2、计运用了MATLAB软件采用时域、频域与根轨迹的方法对系统稳定性的判定和分析。关键词：系统稳定性MATLABMATLAB稳定性分析IIABSTRACTSystemistopointtohavecertainfunction,connectwitheachother,acollectionofinteractingelements.Generallyspeaking,thestabilityisanimportantperformanceofsystem,alsoisthefirstconditionofsystemcanrunnormally.I

3、fthesystemisnotstable,itcouldleadtomotorcannotworknormally,thecarrunoutofcontrol,andsoon.Onlythestabilityofthesystem,therefore,haveavalueanalysisandtheresearchsystemoftheautomaticcontrolofotherproblems.Inordertodeepenthestudyofstability,thisdesignUSEStheMATLABsoftwareusingthe

4、timedomain,frequencydomainandtherootlocusmethoddeterminationandanalysisofthesystemstability.Keywords:systemstabilityMATLABMATLABstabilityanalysisII目录摘要IABSTRACTII目录1.绪论11.1自动控制理论发展概述11.1.1经典控制理论的发展及其基本内容11.1.2现代控制理论的发展及其基本内容11.1.3智能控制理论的发展及其主要内容21.2本文的章节安排22控制系统的理论基础32.1控制系统的

5、基本形式32.1.1闭环控制系统32.1.2开环控制系统42.1.3小结42.2控制系统的分类42.3控制系统的稳定性53MATLAB基础介绍63.1MALTAB概述63.2MATLAB的特点64稳定性分析的方法介绍74.1时域分析法74.1.1时域分析法的概念74.1.2控制系统的性能指标74.1.3典型的输入信号74.1.4系统时域分析函数-Step函数84.1.5控制系统的时域分析-impulse函数105根轨迹分析法125.1根轨迹分析法的概念125.1.1一般控制系统125.2绘制控制系统的根轨迹图的一般规则125.3pzmap函数13

6、5.4rlocus函数146频域法分析166.2奈氏图（Nyquist）166.3波德图（Bode）187总结22参考文献23致谢24基于MATLAB的控制系统稳定性分析1.绪论这章讲述了自动控制理论与控制技术概述，主要介绍了几种自动控制理论的发展概况以及基本的内容。最后介绍了本文的主要工作1.1自动控制理论发展概述自动控制是指在一些工业过程可以是一个很好的人来代替生产设备的自动控制，能够达到理想的状态或性能指标。在发展历程中，自动控制理论从创立到现在已经经历了三代的发展。第一代为20世纪初开始形成并于20世纪50年代趋于经典反馈控制理论；第二代

7、为20世纪50年代在线性代数的数学基础上发展起来的现代控制理论；第三代为20世纪60年代中期，在科技的高速发展过程中形成了智能控制系统。下面我将逐步对三个时代的发展进行简要的介绍。1.1.1经典控制理论的发展及其基本内容在产业革命时期，英国人JameraWatt发明蒸汽机离心式调速器，很好的解决了蒸汽机在超强负载的变化下保持基本恒速的问题。因此，自动控制才引起了人们的重视。在20世纪30年代Nyquist于1932年提出了稳定性的频域判据，Bode于1940年在“频域法”中引入对数坐标系并写了《网络分析和反馈放大器》一书。直到20世纪50年代，经

8、典控制理论已趋于成熟。经典控制理论主要研究线性定常系统。虽然经典控制理论仅仅适用于单输入，单输出的系统，但是至今仍然在各种工业控制领域。