理工自動化自動控制原理課程設計2010

1、自動控制原理課程設計控制系統(tǒng)設計與數(shù)字仿真函數(shù)文件函數(shù)文件 函數(shù)接收輸入?yún)?shù)，返回輸出參數(shù)。函數(shù)文件與程序文件類函數(shù)接收輸入?yún)?shù)，返回輸出參數(shù)。函數(shù)文件與程序文件類似也是以似也是以“.m”為擴展名的文本文件，而程序文件與函數(shù)文件為擴展名的文本文件，而程序文件與函數(shù)文件的主要區(qū)別在于，函數(shù)允許通過數(shù)值進行參數(shù)傳遞，而且函數(shù)的主要區(qū)別在于，函數(shù)允許通過數(shù)值進行參數(shù)傳遞，而且函數(shù)使用局部變量而不是全局變量操作。另外函數(shù)文件的第一行必使用局部變量而不是全局變量操作。另外函數(shù)文件的第一行必須包括須包括“function”這個關鍵字。函數(shù)文件的文件名必須和函這個關鍵字。函數(shù)文件的文件名必須和函數(shù)定義的函數(shù)

2、名稱相同。數(shù)定義的函數(shù)名稱相同。 一個一個M文件中可以定義多個函數(shù)，其中第一個定義的函文件中可以定義多個函數(shù)，其中第一個定義的函數(shù)稱為主函數(shù)，主函數(shù)名必須與數(shù)稱為主函數(shù)，主函數(shù)名必須與M文件名相同，其它函數(shù)稱文件名相同，其它函數(shù)稱為子函數(shù)。子函數(shù)只能被定義它的文件中的函數(shù)調用，其它為子函數(shù)。子函數(shù)只能被定義它的文件中的函數(shù)調用，其它函數(shù)和文件不能調用。函數(shù)和文件不能調用。子函數(shù)子函數(shù)數(shù)據(jù)的可視化數(shù)據(jù)的可視化n圖形窗口圖形窗口 MATLAB自動將圖形畫在圖形窗口上，圖形窗口相對自動將圖形畫在圖形窗口上，圖形窗口相對于命令窗口是獨立的窗口。圖形窗口的屬性由系統(tǒng)和于命令窗口是獨立的窗口。圖形窗口的屬

3、性由系統(tǒng)和MATLAB共同控制。當共同控制。當MATLAB上沒有圖形窗口時，圖上沒有圖形窗口時，圖形命令將新建一個圖形窗口；當形命令將新建一個圖形窗口；當MATLAB已經(jīng)存在一個已經(jīng)存在一個或多個圖形窗口時，或多個圖形窗口時，MATLAB一般指定最后一個圖形窗一般指定最后一個圖形窗口作為當前圖形命令的輸出窗口。口作為當前圖形命令的輸出窗口。 Figure %建立一個新的圖形窗口。建立一個新的圖形窗口。Subplot %把多個圖形繪在一個圖形窗口中。把多個圖形繪在一個圖形窗口中。subplot(m,n,I) %把圖形窗口分成把圖形窗口分成mn個小圖形區(qū)域，并指定個小圖形區(qū)域，并指定第第i個區(qū)域為

4、圖形的繪制區(qū)域。圖形區(qū)域的編排采用行優(yōu)先個區(qū)域為圖形的繪制區(qū)域。圖形區(qū)域的編排采用行優(yōu)先. . 基本的繪圖命令基本的繪圖命令plot plot n功能：plot是最基本的二維圖形命令 n格式：plot（y），），ploy（x，y），），plot（x1,y1,x2,y2,） plotplot（x x，y y，color_linestyle_markercolor_linestyle_marker） 控制系統(tǒng)的數(shù)學模型 ntfn功能：功能：建立系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型n格式：格式：systf（num，den） 數(shù)學模型的建立數(shù)學模型的建立 nzpkn功能：功能：建立零極點形式的數(shù)學模型模型n格式：格式：

5、syszpk(z,p,k)系統(tǒng)的組合和連接系統(tǒng)的組合和連接nseriesn功能：用于將兩個線性模型串聯(lián)形成新的系統(tǒng)，即功能：用于將兩個線性模型串聯(lián)形成新的系統(tǒng)，即syssys1*sys2n格式：格式：sysseries（sys1,sys2)nparalleln功能：將兩個線性系統(tǒng)以并聯(lián)方式進行連接形成新的系統(tǒng)，即功能：將兩個線性系統(tǒng)以并聯(lián)方式進行連接形成新的系統(tǒng)，即sys=sys1+sys2n格式：格式：sys=parallel(sys1,sys2)nfeedbackn功能：實現(xiàn)兩個系統(tǒng)的反饋連接。功能：實現(xiàn)兩個系統(tǒng)的反饋連接。n格式：格式：sys=feedback(sys1,sys2,sig

6、n)所謂系統(tǒng)組合，就是將兩個或多個子系統(tǒng)按一定方式加以連接形成新的系統(tǒng)。所謂系統(tǒng)組合，就是將兩個或多個子系統(tǒng)按一定方式加以連接形成新的系統(tǒng)。這種連接組合方式主要有串聯(lián)、并聯(lián)、反饋等形式。這種連接組合方式主要有串聯(lián)、并聯(lián)、反饋等形式。 系統(tǒng)的時域分析 nstepn功能：求連續(xù)系統(tǒng)的單位階躍響應。功能：求連續(xù)系統(tǒng)的單位階躍響應。n格式：格式：Y,X,T=step(G) Y,T= step (num,den)系統(tǒng)的根軌跡繪制nrlocusn功能：功能：求系統(tǒng)根軌跡。n格式：格式：R,K=rlocus(num,den)頻 域 響 應 nbodeboden功能：求連續(xù)系統(tǒng)的功能：求連續(xù)系統(tǒng)的Bode（伯

7、德）頻率響應。伯德）頻率響應。n格式：格式：mag,phase,w=bode(num,den)nmarginmarginn功能：求取給定線性定常系統(tǒng)的幅值裕量和相角的裕量。功能：求取給定線性定常系統(tǒng)的幅值裕量和相角的裕量。n格式：格式：Gm,Pm, Wcg, Wcp=margin（num,den）串聯(lián)超前校正 n根據(jù)穩(wěn)態(tài)指標要求確定未校正系統(tǒng)的型別和開環(huán)增益根據(jù)穩(wěn)態(tài)指標要求確定未校正系統(tǒng)的型別和開環(huán)增益K，并繪制其并繪制其Bode圖；圖；n確定串聯(lián)超前校正所應提供的最大超前相角確定串聯(lián)超前校正所應提供的最大超前相角n根據(jù)根據(jù) 求出求出a的值；的值；n根據(jù)根據(jù) 求出求出wc；n根據(jù)根據(jù) 求出求出

8、T的值。的值。n驗算性能指標驗算性能指標 校正裝置的傳遞函數(shù)都采用形式校正裝置的傳遞函數(shù)都采用形式 ，其中，其中 TsaTssGc11)(1a超前校正裝置的設計步驟為：超前校正裝置的設計步驟為：50要求mmmasin1sin1ajGclg10)(lg200Tacm1串聯(lián)滯后校正 n根據(jù)穩(wěn)態(tài)指標確定未校正系統(tǒng)的型別和開環(huán)增益根據(jù)穩(wěn)態(tài)指標確定未校正系統(tǒng)的型別和開環(huán)增益K K，并繪制其并繪制其Bode圖；圖；n若相角裕度不足，找出滿足若相角裕度不足，找出滿足 （可加（可加 的裕量）的裕量）的頻率點的頻率點w wc c作為校正系統(tǒng)的剪切頻率，作為校正系統(tǒng)的剪切頻率， n根據(jù)根據(jù) 求出求出a的值的值 ；

9、n為 了 減 少為 了 減 少 滯 后 校 正 對 系 統(tǒng) 的 影 響 ， 通 常滯 后 校 正 對 系 統(tǒng) 的 影 響 ， 通 常取取 。并求出。并求出 。n驗算性能指標驗算性能指標 。滯后校正裝置的傳遞函數(shù)為滯后校正裝置的傳遞函數(shù)為 , ,（ ） TsaTssGc11)(1a滯后校正裝置的設計步驟為滯后校正裝置的設計步驟為 125ajGclg20)(lg200)(10cjGacaT)10/15/1 (/1)/(10caT串聯(lián)滯后超前校正 n根據(jù)給定的動態(tài)指標，確定串聯(lián)超前校正部分的參數(shù)。為了根據(jù)給定的動態(tài)指標，確定串聯(lián)超前校正部分的參數(shù)。為了保證相角裕度，確定超前校正提供的超前角時，應為滯

10、后校保證相角裕度，確定超前校正提供的超前角時，應為滯后校正留出正留出 的裕量。通常滯后校正會使原系統(tǒng)的剪切頻率的裕量。通常滯后校正會使原系統(tǒng)的剪切頻率減小，因此確定超前校正的剪切頻率時應比預定的指標大一減小，因此確定超前校正的剪切頻率時應比預定的指標大一些。些。n根據(jù)給定的穩(wěn)態(tài)指標，確定串聯(lián)滯后校正部分的參數(shù)。根據(jù)給定的穩(wěn)態(tài)指標，確定串聯(lián)滯后校正部分的參數(shù)。n驗算性能指標。如果不滿足預期指標，視具體情況適當調整驗算性能指標。如果不滿足預期指標，視具體情況適當調整校正環(huán)節(jié)的參數(shù)。校正環(huán)節(jié)的參數(shù)。設串聯(lián)滯后設串聯(lián)滯后超前校正裝置的傳遞函數(shù)超前校正裝置的傳遞函數(shù)1111)(2211 sTsTsTsTKsGc1, 110511)(111sTsTsGc， ajGclg10)(lg200cT11課程設計題目n一階倒立擺系