理工自動(dòng)化自動(dòng)控制原理課程設(shè)計(jì)2010

1、自動(dòng)控制原理課程設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(kuò)展名的文本文件，而程序文件與函數(shù)文件為擴(kuò)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(jìn)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(jìn)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(gè)關(guān)鍵字。函數(shù)文件的文件名必須和函這個(gè)關(guān)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(gè)一個(gè)M文件中可以定義多個(gè)函數(shù)，其中第一個(gè)定義的函文件中可以定義多個(gè)函數(shù)，其中第一個(gè)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(diào)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(diào)用，其它函數(shù)和文件不能調(diào)用。函數(shù)和文件不能調(diào)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(dòng)將圖形畫在圖形窗口上，圖形窗口相對(duì)自動(dòng)將圖形畫在圖形窗口上，圖形窗口相對(duì)于命令窗口是獨(dú)立的窗口。圖形窗口的屬性由系統(tǒng)和于命令窗口是獨(dú)立的窗口。圖形窗口的屬

3、性由系統(tǒng)和MATLAB共同控制。當(dāng)共同控制。當(dāng)MATLAB上沒有圖形窗口時(shí)，圖上沒有圖形窗口時(shí)，圖形命令將新建一個(gè)圖形窗口；當(dāng)形命令將新建一個(gè)圖形窗口；當(dāng)MATLAB已經(jīng)存在一個(gè)已經(jīng)存在一個(gè)或多個(gè)圖形窗口時(shí)，或多個(gè)圖形窗口時(shí)，MATLAB一般指定最后一個(gè)圖形窗一般指定最后一個(gè)圖形窗口作為當(dāng)前圖形命令的輸出窗口?？谧鳛楫?dāng)前圖形命令的輸出窗口。 Figure %建立一個(gè)新的圖形窗口。建立一個(gè)新的圖形窗口。Subplot %把多個(gè)圖形繪在一個(gè)圖形窗口中。把多個(gè)圖形繪在一個(gè)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(gè)小圖形區(qū)域，并指定個(gè)小圖形區(qū)域，并指定第第i個(gè)區(qū)域?yàn)?/p>

4、圖形的繪制區(qū)域。圖形區(qū)域的編排采用行優(yōu)先個(gè)區(qū)域?yàn)閳D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(xué)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(xué)模型的建立數(shù)學(xué)模型的建立 nzpkn功能：功能：建立零極點(diǎn)形式的數(shù)學(xué)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(gè)線性模型串聯(lián)形成新的系統(tǒng)，即功能：用于將兩個(gè)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(gè)線性系統(tǒng)以并聯(lián)方式進(jìn)行連接形成新的系統(tǒng)，即功能：將兩個(gè)線性系統(tǒng)以并聯(lián)方式進(jìn)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(shí)現(xiàn)兩個(gè)系統(tǒng)的反饋連接。功能：實(shí)現(xiàn)兩個(gè)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(gè)或多個(gè)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(gè)或多個(gè)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(shí)域分析 nstepn功能：求連續(xù)系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)。功能：求連續(xù)系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)。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(yīng) 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(yīng)。伯德）頻率響應(yīng)。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(biāo)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(biāo)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(yīng)提供的最大超前相角確定串聯(lián)超前校正所應(yīng)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(yàn)算性能指標(biāo)驗(yàn)算性能指標(biāo) 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(shè)計(jì)步驟為：超前校正裝置的設(shè)計(jì)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(biāo)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(biāo)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(diǎn)的頻率點(diǎn)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(duì) 系 統(tǒng) 的 影 響 ， 通 常滯 后 校 正 對(duì) 系 統(tǒng) 的 影 響 ， 通 常取取 。并求出。并求出 。n驗(yàn)算性能指標(biāo)驗(yàn)算性能指標(biāo) 。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(shè)計(jì)步驟為滯后校正裝置的設(shè)計(jì)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(dòng)態(tài)指標(biāo)，確定串聯(lián)超前校正部分的參數(shù)。為了根據(jù)給定的動(dòng)態(tài)指標(biāo)，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(shí)，應(yīng)為滯

10、后校保證相角裕度，確定超前校正提供的超前角時(shí)，應(yīng)為滯后校正留出正留出 的裕量。通常滯后校正會(huì)使原系統(tǒng)的剪切頻率的裕量。通常滯后校正會(huì)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(shí)應(yīng)比預(yù)定的指標(biāo)大一減小，因此確定超前校正的剪切頻率時(shí)應(yīng)比預(yù)定的指標(biāo)大一些。些。n根據(jù)給定的穩(wěn)態(tài)指標(biāo)，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(biāo)，確定串聯(lián)滯后校正部分的參數(shù)。n驗(yàn)算性能指標(biāo)。如果不滿足預(yù)期指標(biāo)，視具體情況適當(dāng)調(diào)整驗(yàn)算性能指標(biāo)。如果不滿足預(yù)期指標(biāo)，視具體情況適當(dāng)調(diào)整校正環(huán)節(jié)的參數(shù)。校正環(huán)節(jié)的參數(shù)。設(shè)串聯(lián)滯后設(shè)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(shè)計(jì)題目n一階倒立擺系