理工自动化自动控制原理课程设计2010

1、自动控制原理课程设计控制系统设计与数字仿真函数文件函数文件 函数接收输入参数，返回输出参数。函数文件与程序文件类函数接收输入参数，返回输出参数。函数文件与程序文件类似也是以似也是以“.m”为扩展名的文本文件，而程序文件与函数文件为扩展名的文本文件，而程序文件与函数文件的主要区别在于，函数允许通过数值进行参数传递，而且函数的主要区别在于，函数允许通过数值进行参数传递，而且函数使用局部变量而不是全局变量操作。另外函数文件的第一行必使用局部变量而不是全局变量操作。另外函数文件的第一行必须包括须包括“function”这个关键字。函数文件的文件名必须和函这个关键字。函数文件的文件名必须和函数定义的函数

2、名称相同。数定义的函数名称相同。 一个一个M文件中可以定义多个函数，其中第一个定义的函文件中可以定义多个函数，其中第一个定义的函数称为主函数，主函数名必须与数称为主函数，主函数名必须与M文件名相同，其它函数称文件名相同，其它函数称为子函数。子函数只能被定义它的文件中的函数调用，其它为子函数。子函数只能被定义它的文件中的函数调用，其它函数和文件不能调用。函数和文件不能调用。子函数子函数数据的可视化数据的可视化n图形窗口图形窗口 MATLAB自动将图形画在图形窗口上，图形窗口相对自动将图形画在图形窗口上，图形窗口相对于命令窗口是独立的窗口。图形窗口的属性由系统和于命令窗口是独立的窗口。图形窗口的属

3、性由系统和MATLAB共同控制。当共同控制。当MATLAB上没有图形窗口时，图上没有图形窗口时，图形命令将新建一个图形窗口；当形命令将新建一个图形窗口；当MATLAB已经存在一个已经存在一个或多个图形窗口时，或多个图形窗口时，MATLAB一般指定最后一个图形窗一般指定最后一个图形窗口作为当前图形命令的输出窗口。口作为当前图形命令的输出窗口。 Figure %建立一个新的图形窗口。建立一个新的图形窗口。Subplot %把多个图形绘在一个图形窗口中。把多个图形绘在一个图形窗口中。subplot(m,n,I) %把图形窗口分成把图形窗口分成mn个小图形区域，并指定个小图形区域，并指定第第i个区域为

4、图形的绘制区域。图形区域的编排采用行优先个区域为图形的绘制区域。图形区域的编排采用行优先. . 基本的绘图命令基本的绘图命令plot plot n功能：plot是最基本的二维图形命令 n格式：plot（y），），ploy（x，y），），plot（x1,y1,x2,y2,） plotplot（x x，y y，color_linestyle_markercolor_linestyle_marker） 控制系统的数学模型 ntfn功能：功能：建立系统的传递函数模型n格式：格式：systf（num，den） 数学模型的建立数学模型的建立 nzpkn功能：功能：建立零极点形式的数学模型模型n格式：格式：

5、syszpk(z,p,k)系统的组合和连接系统的组合和连接nseriesn功能：用于将两个线性模型串联形成新的系统，即功能：用于将两个线性模型串联形成新的系统，即syssys1*sys2n格式：格式：sysseries（sys1,sys2)nparalleln功能：将两个线性系统以并联方式进行连接形成新的系统，即功能：将两个线性系统以并联方式进行连接形成新的系统，即sys=sys1+sys2n格式：格式：sys=parallel(sys1,sys2)nfeedbackn功能：实现两个系统的反馈连接。功能：实现两个系统的反馈连接。n格式：格式：sys=feedback(sys1,sys2,sig

6、n)所谓系统组合，就是将两个或多个子系统按一定方式加以连接形成新的系统。所谓系统组合，就是将两个或多个子系统按一定方式加以连接形成新的系统。这种连接组合方式主要有串联、并联、反馈等形式。这种连接组合方式主要有串联、并联、反馈等形式。 系统的时域分析 nstepn功能：求连续系统的单位阶跃响应。功能：求连续系统的单位阶跃响应。n格式：格式：Y,X,T=step(G) Y,T= step (num,den)系统的根轨迹绘制nrlocusn功能：功能：求系统根轨迹。n格式：格式：R,K=rlocus(num,den)频 域 响 应 nbodeboden功能：求连续系统的功能：求连续系统的Bode（伯

7、德）频率响应。伯德）频率响应。n格式：格式：mag,phase,w=bode(num,den)nmarginmarginn功能：求取给定线性定常系统的幅值裕量和相角的裕量。功能：求取给定线性定常系统的幅值裕量和相角的裕量。n格式：格式：Gm,Pm, Wcg, Wcp=margin（num,den）串联超前校正 n根据稳态指标要求确定未校正系统的型别和开环增益根据稳态指标要求确定未校正系统的型别和开环增益K，并绘制其并绘制其Bode图；图；n确定串联超前校正所应提供的最大超前相角确定串联超前校正所应提供的最大超前相角n根据根据 求出求出a的值；的值；n根据根据 求出求出wc；n根据根据 求出求出

8、T的值。的值。n验算性能指标验算性能指标 校正装置的传递函数都采用形式校正装置的传递函数都采用形式 ，其中，其中 TsaTssGc11)(1a超前校正装置的设计步骤为：超前校正装置的设计步骤为：50要求mmmasin1sin1ajGclg10)(lg200Tacm1串联滞后校正 n根据稳态指标确定未校正系统的型别和开环增益根据稳态指标确定未校正系统的型别和开环增益K K，并绘制其并绘制其Bode图；图；n若相角裕度不足，找出满足若相角裕度不足，找出满足 （可加（可加 的裕量）的裕量）的频率点的频率点w wc c作为校正系统的剪切频率，作为校正系统的剪切频率， n根据根据 求出求出a的值的值 ；

9、n为 了 减 少为 了 减 少 滞 后 校 正 对 系 统 的 影 响 ， 通 常滞 后 校 正 对 系 统 的 影 响 ， 通 常取取 。并求出。并求出 。n验算性能指标验算性能指标 。滞后校正装置的传递函数为滞后校正装置的传递函数为 , ,（ ） TsaTssGc11)(1a滞后校正装置的设计步骤为滞后校正装置的设计步骤为 125ajGclg20)(lg200)(10cjGacaT)10/15/1 (/1)/(10caT串联滞后超前校正 n根据给定的动态指标，确定串联超前校正部分的参数。为了根据给定的动态指标，确定串联超前校正部分的参数。为了保证相角裕度，确定超前校正提供的超前角时，应为滞

10、后校保证相角裕度，确定超前校正提供的超前角时，应为滞后校正留出正留出 的裕量。通常滞后校正会使原系统的剪切频率的裕量。通常滞后校正会使原系统的剪切频率减小，因此确定超前校正的剪切频率时应比预定的指标大一减小，因此确定超前校正的剪切频率时应比预定的指标大一些。些。n根据给定的稳态指标，确定串联滞后校正部分的参数。根据给定的稳态指标，确定串联滞后校正部分的参数。n验算性能指标。如果不满足预期指标，视具体情况适当调整验算性能指标。如果不满足预期指标，视具体情况适当调整校正环节的参数。校正环节的参数。设串联滞后设串联滞后超前校正装置的传递函数超前校正装置的传递函数1111)(2211 sTsTsTsTKsGc1, 110511)(111sTsTsGc， ajGclg10)(lg200cT11课程设计题目n一阶倒立摆系