MATLAB仿真軟件在自動控制時域與頻域研究中應用

1、matlab仿真軟件在自動控制時域與頻域研究中應用2.濱州學院自動化系，山東濱州256600)摘要：matlab仿真軟件簡單、易學，并不要求使用者 具有高深的數(shù)學運算能力和熟練地編程技巧，并且提供了豐 富的圖形處理功能，因此在自動控制領(lǐng)域的學習和研究領(lǐng)域 得到了廣泛的應用。關(guān)鍵詞：matlab仿真；自動控制；時域分析法；頻域分 析法中圖分類號：tp319文獻標識碼：a文章編號： 1674-7712(2013) 08-0000-01在自動控制原理課程的學習過程中，常常需要進行大量 的數(shù)學運算。在當今計算機時代，通常的做法是借助高級語 言或匯編語言進行計算機編程，進行近似擬合計算。但這需 要對高級

2、語言或匯編語言熟練掌握，并靈活運用，費時費力?，F(xiàn)在最常用的控制系統(tǒng)仿真軟件是matlab, matlab仿 真軟件對控制系統(tǒng)的理論及計算機輔助設(shè)計技術(shù)起到了巨 大推動作用。下面以matlab在自動控制時域和頻域分析法中的應用 說明他的優(yōu)越性。、matlab在時域分析法中的應用時域分析法是根據(jù)系統(tǒng)的微分方程，以拉普拉斯變換作 為數(shù)學工具，直接求解出控制系統(tǒng)的時間響應。而后，依據(jù) 時間響應的表達式以及其響應曲線來分析系統(tǒng)的性能指標。 利用matlab軟件防仿真以及強大的繪圖功能，可以進行各 種仿真實驗，可得到系統(tǒng)的各種響應，分析系統(tǒng)的性能。二、matlab在頻域分析法中的應用自動控制原理中頻率域部

3、分主要包括：頻率特性的基本 概念、典型環(huán)節(jié)的基本特性及開環(huán)頻率特性曲線的繪制和頻 率穩(wěn)定判據(jù)。根據(jù)以往的教學經(jīng)驗，大多數(shù)學生反映這部分 內(nèi)容不容易理解，概念非常抽象，掌握起來有一定的困難。 引入matlab仿真軟件，可以加深學生對基礎(chǔ)理論的理解， 鍛煉學生的編程能力和分析問題的能力。matlab語言比其他編程語言簡單、易學。學生學習時只 需要掌握函數(shù)的調(diào)用，就可以利用他對課程進行深入的研 究，這樣就大大地提高了學生的學習興趣，同時也培養(yǎng)了學 生分析、解決問題的能力。以下實例是利用matlab仿真軟件繪制系統(tǒng)的bode圖和 nyquist圖，并判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性，計算系統(tǒng)的模值裕量、 相角裕量。三、結(jié)束語matlab仿真軟件涉及自動控制的各個領(lǐng)域，利用該軟件 可以很輕松地分析系統(tǒng)的時域、頻域、復域等特性。能夠讓 學習者、設(shè)計者更加直觀的認識系統(tǒng)的功能和特性，減少自 動控制原理學習和研究的難度。參考文獻：1 程鵬自動控制原理m.北京：高等教育出版社， 2010： 86-95.2 柳明.自動控制原理實驗教學改革與實踐j.實驗 室科學，2012, 15 (4)： 58-60.3 王萬良自動控制原理m.北京：