matlab仿真技术在经典控制理论中的应用.doc

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1、matlab仿真技术在经典控制理论中的应用摘要本论文主要研究如何根据用户要求的性能指标进行自动控制系统的串联校正设计，而此设计又具有很重要的现实意义。对于给定的线性定常系统，我们通常通过加入串联超前、滞后或超前滞后综合校正装置，以达到提高系统的精度和稳定性的目的。程序包含了稳定性分析、时域响应分析和根轨迹分析三个主要模块，这些模块改变了传统的工程繁杂运算，充分利用计算机集成软件的表现能力，将抽象问题具体化，而且程序易懂，操作简便，对自动控制理论的应用研究具有一定的实用性。本设计可实现如下功能：对一个线性定常系统，根据需求

2、的性能指标，通过本设计可给出系统的串联校正网络，从绘制出的各种响应曲线可以直观地将校正前后的系统进行比较，而仿真实例结果也进一步表明了此设计方法有效性和实用性。关键词：串联校正；根轨迹；频率特性法；matlabsimulink仿真AbstractInthispaperwewilldiscusshowtodesignacascadecompensatoraccordingtotheusers’requirementsforautomaticControlSystem，whichisofaveryimportantpract

3、icalsignificance．Foragivenlinearregularsystem，weusuallycontactedacascadelead，acascadelagoracascadelead—lagcompensatorinthepurposeofgreaterprecisionandstabilityofthesystem．Whatwillbealsogiveninthispaperisthespecificdesignmethodology，whichisbasedonthefrequencychara

4、cteristicsmethod．Atthesametime，wewillvisualizethemodeloftheControlSysteminthispaper．Thisprocessaimstochangethetraditionalengineeringcomplexoperations,andtotakeadvantageofComputerIntegratedSoftwaretomaterializesomeabstractproblems,easingtheoperationsoastomakeitmuc

5、heasierforunderstandingandbecomemorepracticalforanalyzingthetheoryofautomaticcontroThedesigncanachievethefollowingfunctions：Ourdemandsforalinearregularsystemwillberealizedbyinputtingthemthroughtheinterface．Thenwecanobviouslyseethetworesponsecurvesincomparison．The

6、simulationresultsoftheexamplesdemonstratedtheeffectivenessandtherelevanceofthedesignmethodology．KeyWords：CascadecompensationRoot-locusFrequencycharacteristicsMATLAB第1章绪论1概论1.1设计目的及意义自动控制原理是自动化学科重要的专业基础，分为经典控制理论和现代控制理论。经典控制理论是以传递函数为基础，利用时域分析法、频率分析法和根轨迹法对线性定常系统进行分析

7、和设计。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。这是主要研究自动控制系统的一般规律，涉及控制系统的模型建立、系统分析，以及系统设计的基本理论和相关技术。其特点是具有一定的概括性和抽象性，数学知识和运算的应用多，计算复杂。因此，通过计算机的计算表现能力将抽象问题具体化。而在自动控制工程实际中，可控制系统的结构往往很复杂，如果不借助专用的系统建模软件，则很难准确地把一个控制系

8、统的复杂模型输入计算机，对其进行进一步的分析与仿真。所以需要一种高级科学分析与计算软件，具有强大的数值计算能力，而且速度快，使用方法简便，matlab是为数不多的完全满足这些要求和条件的软件工具，并且凭借它在科学计算方面的天然优势，建立了从设计构思实现到最终设计要求的可视化桥梁，大大弥补了传统设计与开发工具的不足，是