自动控制原理虚拟实验室设计

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1、河南城建学院本科毕业设计　摘要摘要自动控制原理是学习自动控制技术的一门重要的专业基础课程，是控制理论的基础。而实验课是自动控制原理整个教学过程中不可缺少的重要组成部分。由于时间和专业知识的限制，直接利用MATLAB语言编程进行控制系统分析是不方便的，需要在MATLAB基础上为用户开发出适用于适用的接口界面。论文介绍了在MATLAB软件环境下开发出的自动控制原理实验教学软件。它利用MATLAB语言的图形用户界面设计功能(GUI)及其提供的控制系统工具箱对自动控制系统进行稳定性分析、根轨迹分析、频域分析，并说明了本软件的特点、功能和效果。结

2、果证明该软件系统可以取代传统模拟实验，它不仅能提高实验教学效率，改善实验效果，而且方便易行，具有推广应用价值。同时利用该软件可以系统的让学生掌握控制系统设计思想的演化过程以及自动控制学科专业知识，从而提高学生分析和解决设计问题的能力。关键词：自动控制原理，MATLAB，虚拟实验系统，GUI(图形用户界面)河南城建学院本科毕业设计(论文)AbstractAbstractAutomaticControlTheoryisanimportantprofessionalcourseinlearningAutomaticControl.Andit’

3、safoundationofcontroltheory.ExperimentisanindispensablepartinlearningAutomaticControlTheory.ForabeginnerofAutomaticControlSystem,itisdifficulttousetheMATLABprogramminglanguagetoanalysisthecontrolsystem,duetothelimitedtimeandpoorprofessionalknowledge.Soweneedtodevelopanin

4、terfacewhichiseasytousebasedonMATLAB.ThispaperisaboutdevelopinganexperimentalteachingsoftwareofAutomaticControlTheoryinMATLAB.Wemakemodelforautomaticcontrolsystemandanalysisthestability,rootlocusandfrequencydomainbyusingtheinterfacedesignfunctionandautomaticcontroltoolbo

5、x.Additionally,weprovidethenoteaboutthefeatures,functionsandeffectsofthesoftware.Ourresultsdemonstratethatthissoftwarecanreplacetraditionalexperiment.Itcouldnotonlyincreasetheteachingefficiencyandimprovetheexperimentteacheffect,butalsothesoftwareisveryconvenient.Andalsot

6、hissoftwarecouldmakethestudentstomastertheevolvementprocessofdesignmethodofautomaticcontrolsystemandprofessionalknowledgeofautomaticcontrol.Obviously,itwillimprovethestudent’sabilityofanalysisandsolvingproblems.Keywords:AutomaticControlTheory,MATLAB,VirtualExperimentalSy

7、stem,GUI1河南城建学院本科毕业设计(论文)　目录目录摘要IABSTRACTII1绪论12虚拟实验系统的总体设计22.1背景知识介绍22.1.1MATLAB的优势和特点以及在控制系统中的运用22.2虚拟实验系统总体设计原理52.3虚拟实验系统总体设计框图53系统的主界面设计73.1主界面模块框图73.2主界面的具体设计及设计成果74线性系统的分析和校正104.1线性系统的时域分析104.2线性系统的根轨迹分析124.3线性系统的频域分析134.3.1频域分析演示窗口的实现134.3.2频域实验窗口分析174.4线性系统的串联校正1

8、85非线性部分仿真演示窗口266总结和展望276.1本文工作总结276.2课题展望27参考文献29致谢30附录:所用函数表311河南城建学院本科毕业设计(论文)　1绪论1绪论在目前有限的课堂教学和实验学时内