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1、matlab,控制系统解决方案一,基于模型的系统设计篇一：课程设计-基于Matlab的控制系统模型基于Matlab的控制系统模型一、实验目的1 .熟悉Matlab的使用环境，学习 Matlab软件的使用方法和编程方法2.学习使用 Matlab进行各类数学变换运算的方法3.学习使用Matlab建立控制系统模型的方法二、实验器材x86系列兼容型计算机，Matlab软件三、实验原理2 .香农采样定理对一个具有有限频谱的连续信号f进行连续采样，当采样频率满足？S?2?max时，采样信号f*3 .拉式变换和Z变换使用Matlab求函数的拉氏变换和 Z变换第1页共12页4 .控制系统模型的建立与转化num

2、b1sm?b2sm?1?bm?传递函数模型：num=b1,b2, bm, den=a1,a2, Gdena1sn?a2sn?1?bn零极点增益模型：z=z1,z2, zm, p=p1,p2 pn , k=k , G?k第2页共12页四、实验步骤1 .根据参考程序，验证采样定理、拉氏变换和Z变换、控制系统模型建立的方法2.观察记录输生的结果，与理论计算结果相比较3 .自行选则相应的参数，熟悉上述的各指令的运用方 法五、实验数据及结果分析记录输生的数据和图表并分析六、总结第3页共12页实验二基于Matlab的控制系统仿真一、 实验目的1 .学习使用Matlab的命令对控制系统进行仿真的方法2 .学

3、习使用Matlab中的Simulink工具箱进行系统仿 真的方法二、实验器材x86系列兼容型计算机，Matlab软件三、实验原理1 .控制系统命令行仿真第4页共12页5252s?2二阶系统闭环传递函数为G?,请转换为离散系 225s?2?5s?51s统脉冲传递函数并仿真，改变参数，观察不同的系统的 仿真结果。2 .控制系统的Simulink仿真按图建立系统的 Simulink 模型，对不同的输入信号进 行仿真，改变参数，观察不同的仿真结果。将上述系统离散化并仿真，观察仿真结果。四、实验步骤1 .根据实验原理对控制系统进行软件仿真2.观察记录输生的结果，与理论计算值相比较3.自行选择参数，练习仿

4、真方法，观察不同的仿真结果五、实验数据及结果分析记录输生的数据和图表并分析。六、总结第5页共12页篇二：基于 Matlab的自动控制系统设计与校正自动控制原理课程设计设计题目：基于 Matlab的自动控制系统设计与校正目录第一章 课程设计内容与要求分 析1设计内容1设计要求1Matlab软件2基本功能.2用3系统程序设置 计 算 方计 要 求 计第二章 控制计4校 正 装法4课 程 设4第三章 利用Matlab 仿真软件进行辅助分析6校 正 系 统 的 传 递 函数6用Matlab仿真.6利用 Matlab/Simulink 求系统单位阶跃响应.10原 系统 单 位 阶 跃 响应10校正后系统

5、单位阶跃响应11校正前、后系统单位阶跃响应比较.12硬件设计13在计算机上运行由硬件仿真波形图.14课 程 设 计会16参考文献18第一章 课程设计内容与要求分析设计内容针对二阶系统W?KSo利用有源串联超前校正网络（如图所示）进行系统校正。当开关S接通时为超前校正装置，其传递函数Wc?Kc?Ts?1Ts?1。其中Kc?R2?R3R2R3?1?1R1 R4, T?R4G“-”号表示反向输入端。若 Kc=1,且开关S断开，该 装置相当于一个放大系数为 1的放大器（对原系统没有校正 作用）。RRc设计要求1）引入该校正装置后，单位斜坡输入信号作用时稳态 误差e?,开环截止频率？c' n弧度

6、/秒，相位裕量丫 >452）根据性能指标要求，确定串联超前校正装置传递函数；3）利用对数坐标纸手工绘制校正前、后及校正装置对数频率特性曲线；4）设校正装置 R1=100K, R2=R3=50K根据计算结果确定有源超前校正网络元件参数R4、C值；5）绘制引入校正装置后系统电路图（设给定的电阻和电容：R=100K, C=1?R 10?F 若干个）；6）利用Matlab仿真软件辅助分析，绘制校正前、后及 校正装置对数频率特性曲线，并验算设计结果；7）在Matlab-Simulink下建立系统仿真模型，求校正前、后系统单位阶跃响应特性，并进行系统性能比较；8）利用自动控制原理实验箱完成硬件设计过

7、程，包括： 搭建校正前后系统电路、输入阶跃信号并通过示波器观察校 正前后系统输由响应曲线。Matlab软件基本功能MATLAB!由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的 建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环 境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的 众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上 摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran ）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。MATLABfil Mathematica、Mapl

8、e并称为三大数学软件。 它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLABT以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创 建用户界面、连matlab 开发工作界面接其他编程语言的程 序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、 图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数 学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C, FORTRAN语言完成相同的事情简捷得多，并且 MATLA也吸收了像Maple等软件的优点，使 MATLA诚为一 个强大的数学软件。在新的版本中也加入了对C, FORTRANC+, JA

9、VA的支持。可以直接调用，用户也可以将自己编 写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用，此外许多的 MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序，用户 可以直接进行下载就可以用。应用1、MATLAB产品族可以用来进行以下各种工作： 数值分析 数值和符号计算 工程与科学绘图控制系统的设计与仿真数字图像处理技术数字信号处理技术通讯系统设计与仿真财务与金融工程2、MATLAB&通讯系统设计与仿真的应用MATLAB的应用范围非常广，包括信号和图像处理、通 讯、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算 生物学等众多应用领域。附加的工具箱（单独提供的专用 MATLAB函数集）扩展

10、了 MATLAB环境，以解决这些应用领域 内特定类型的问题。篇三：基于 Matlab的自动控制系统设计设计内容针对二阶系统WKSo利用有源串联超前校正网络（如图所示）进行系统校正当开关S接通时为超前校正装置，其传递函数Wc?Kc?Ts?1Ts?1。其中KcR2?R3R2R3?1?1R1, R4, T?R4G“-”号表示反向输入端。若 Kc=1,且开关S断开，该 装置相当于一个放大系数为1的放大器（对原系统没有校正作用）。RRc设计要求1）引入该校正装置后，单位斜坡输入信号作用时稳态 误差e?,开环截止频率？c' n弧度/秒，相位裕量丫 >45 ;2）根据性能指标要求，确定串联超前

11、校正装置传递函数；3）利用对数坐标纸手工绘制校正前、后及校正装置对 数频率特性曲线；4 ）设校正装置 R1=100K R2=R3=50K根据计算结果确定有源超前校正网络元件参数R4 C值；2校正装置计算方法设超前校正装置传递函数为：WcTs?1s?1?drd>1若校正后系统的截止频率 ？c?=?m,原系统在？c?处的对 数幅值为L,则：?L?10lg?d由此得：?d?10 '?L10 '?d1T?c?d?1?d'?Tc由，得时间常数T为：课程设计要求计算解答过程：对于I型系统。k?10。e?e2k得kk?因此10故取K=10 o其相位欲度:要求？c?取：?c 贝U

12、有 L+10lg rd=0 即 201g10-20lgc-20lgc+10lg rd=0 ?rd?10?410wc'?1d1?Trd?T 'cd2o23?c?s?14校正后传递函数:101?2350?50D=R4100?R?3?R4?4因此TC=k44?103?10?3F?14?F3 3第三章利用Matlab仿真软件进行辅助分析校正系统的传递函数设：原系统传递函数为KSo校正装置传递函数为Wcbs?1cs?1 o则校正后传递函数为W'?WWcKbs?1scs?1用Matlab仿真num=10; den=1,1,0;W=tf; %求原系统传递函数W bode;%绘制原系统对数频率特性margin; %求原系统幅值裕度、相位裕度、相位穿越频率和幅值穿越频率Gm,Pm,wj,wc=margin;grid;%绘制网格线令a=1:进行仿真，得到下图：校正前系统伯德图4 4Bode Diag