基于matlab的自动控制系统仿真

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1、摘要自动控制原理理论性强，现实模型在实验室较难建立，因此利用SIMULINK进行仿真实验，可以加深我们学生对课程的理解，调动我们学习的积极性，同时大大提高了我们深入思考问题的能力和创新能力。本文针对自动控制系统的设计很大程度上还依赖于实际系统的反复实验、调整的普遍现象，结合具体的设计实例，介绍了利用较先进的MATLAB软件中的SIMULINK仿真工具来实现对自动控制系统建模、分析与设计、仿真的方法。它能够直观、快速地分析系统的动态性能、和稳态性能。并且能够灵活的改变系统的结构和参数，通过快速、直观的仿真达到系统的优化设计。关键词：MATLAB；自动控制；系统仿真IIIAbstractSt

2、rongtheoryofautomaticcontroltheory,therealityismoredifficulttoestablishinthelaboratorymodel,thususingtheSIMULINKsimulationexperiment,studentscandeepenourunderstandingofthecourse,tomobilizetheenthusiasmofourstudy,whilegreatlyincreasingourabilitytothinkdeeplyandInnovationcapacity.Inthispaper,thedes

3、ignofautomaticcontrolsystemisstilllargelydependentontheactualsystemofrepeatedexperiments,adjustmentoftheuniversalphenomenon,withspecificdesignexample,introducedtheuseofmoreadvancedsoftwareintheMATLABSIMULINKsimulationtoolstoachievetheautomaticcontrolsystemModeling,Analysisanddesign,simulationmeth

4、ods.Itcanintuitivelyandquicklyanalyzethedynamicperformance,andsteady-stateperformance.Keywords:MATLAB;Automaticcontrol;SystemsimulationIII目录1绪论11.1题目背景、研究意义11.2国内外相关研究情况12自动控制概述32.1自动控制概念32.2自动控制系统的分类42.3对控制系统的性能要求52.4典型环节63MATLAB仿真软件的应用103.1MATLAB的基本介绍103.2MATLAB的仿真103.3控制系统的动态仿真114自动控制系统仿真144.1

5、直线一级倒立摆系统的建模及仿真144.1.1系统组成144.1.2模型的建立144.1.3PID控制器的设计194.1.4PID控制器MATLAB仿真224.2三容水箱的建模及仿真234.2.1建立三容水箱的数学模型244.2.2系统校正25总结28致谢29参考文献30III1绪论1.1题目背景、研究意义MATLAB语言是当今国际控制界最为流行的控制系统计算机辅助设计语言，它的出现为控制系统的计算机辅助分析和设计带来了全新的手段。其中图形交互式的模型输入计算机仿真环境SIMULINK，为MATLAB应用的进一步推广起到了积极的推动作用。现在，MATLAB语言已经风靡全世界，成为控制系统C

6、AD领域最普及、也是最受欢迎的软件环境。随着计算机技术的发展和应用，自动控制理论和技术在宇航、机器人控制、导弹制导及核动力等高新技术领域中的应用也愈来愈深入广泛。不仅如此，自动控制技术的应用范围现在已扩展到生物、医学、环境、经济管理和其它许多社会生活领域中，成为现代社会生活中不可缺少的一部分。随着时代进步和人们生活水平的提高，在人类探知未来，认识和改造自然，建设高度文明和发达社会的活动中，自动控制理论和技术必将进一步发挥更加重要的作用。作为一个工程技术人员，了解和掌握自动控制的有关知识是十分必要的。自动控制技术的应用不仅使生产过程实现了自动化，极大地提高了劳动生产率，而且减轻了人的劳动强

7、度。自动控制使工作具有高度的准确性，大大地提高了武器的命中率和战斗力，例如火炮自动跟踪系统必须采用计算机控制才能打下高速高空飞行的飞机。某些人们不能直接参与工作的场合就更离不开自动控制技术了，例如原子能的生产、火炮或导弹的制导等等。利用MATLAB软件中的SIMULINK仿真工具来实现对自动控制系统建模、分析与设计、仿真。能够直观、快速地分析系统的动态性能、和稳态性能。并且能够灵活的改变系统的结构和参数，通过快速、直观的仿真达到系统