【導讀】師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加。而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，不包含任何其他個人或。集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的科研成果。本聲明的法律責任由本人承擔。原始數(shù)據(jù)、實物照片、圖片、錄音帶、設計手稿等），知識產(chǎn)權歸屬平頂山學院。以采用任何復制手段保存和匯編本畢業(yè)論文。教師同意，且第一署名單位為平頂山學院。直接相關的學術論文或成果時，第一署名單位仍然為平頂山學院。尤其是Simulink與模擬實驗互相結(jié)合起來的方法。詳細介紹了電氣類專業(yè)自動?？刂评碚搶嶒炈婕暗闹饕獌?nèi)容。實際應用結(jié)果表明，通過仿真與模擬實驗結(jié)果

　　

【正文】 定。 因此，增加開環(huán)零點除了可改善系統(tǒng)穩(wěn)定性外，還可以使系統(tǒng)的動態(tài)性能得到改善。在此基礎上，很容易觀察零點的位置與系統(tǒng)性能的關系，因此可以得出：只要附加零點的位置選取得當，可以使系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能和動態(tài)性能同時得到顯著改善。 控制系統(tǒng)頻域分析應用舉例 系統(tǒng)的頻域分析，重點是繪制準確的 Bode 圖和奈氏圖，難點是系統(tǒng)性能指標的計算，將 MATLAB 引入系統(tǒng)分析只需編寫相應的程序即可完成實驗內(nèi)容，不僅可以節(jié)省時間還能大幅提高其精確度。 平頂山學院 2020 屆本科畢業(yè)設計 MATLAB 在自動控制理論實驗中的應用 20 MATLAB 中 bode 圖的繪制 MATLAB 中繪制 Bode 圖的函數(shù)是 bode( )，調(diào)用格式為 bode (num， den) bode (num， den， w ) [mag， phase， w]=bode(num， den) [ mag， phase ]=bode (num， den， w) Bode(num， den)可以繪制傳遞函數(shù)為時系統(tǒng)的 bode 圖。帶左端變量的 bode函數(shù)運行后，屏幕上將不顯示 bode 圖，而是在用戶指定的頻率點向量 ω上把系統(tǒng)的頻率特性表示成幅值和相角，并分別由 mag 矩陣和 phase 矩陣 來表示。 Bode函數(shù)具有自動頻率選擇功能，函數(shù)的輸入變量部分未給出頻率的范圍，則該函數(shù)能根據(jù)系統(tǒng)模型的特性自地選擇頻率的變化范圍。若需要人為地指定頻率范圍或頻率點 ω，可以在函數(shù)的輸入變量部分包含所定義 ω。 ω的定義可以采用 logspace函數(shù)，其格式為 W=logspace(a， b， n) 其中， a 表示最小頻率 10a； b 表示最大頻率 10b； n 表示 10a~10b 之間的頻率點數(shù)。 例 213 繪制 )2)(1( )2(100)( ?? ?? sss sG s 的 bode 圖，如果指定頻率范圍： 110??? ～ 210 則 MATLAB 命令可寫為： num=100*[1 2]。den=[1 21 20 0]。 w=logspace(1,2,200)。 bode(num,den,w)。 grid。 仿真曲線如圖 217 所示： 平頂山學院 2020 屆本科畢業(yè)設計 MATLAB 在自動控制理論實驗中的應用 21 圖 217 函數(shù)的 bode 圖 中 Nyquist 曲線的繪制 MATLAB 中繪制 Nyquist 圖的函數(shù)是 nyquist()，調(diào)用格式為： Nyquist(num， den)； Nyquist(num， den， w)； [re， im]= Nyquist(num， den)； [re， im]= Nyquist(num， den， w)； Nyquist(num， den)可以繪制傳遞函數(shù)為時系統(tǒng)的 nyquist 圖。帶左端變量的nyquist 函數(shù)運行后，屏幕上將不顯示 nyquist 圖，而是在指定的頻率點向量 ω上把系統(tǒng)的頻率特性表示成 re 和 im矩陣，分別對應系統(tǒng)頻率特性的實部和虛部。 例 214 繪制 212)( ??? ssG s的 Nyquist 曲線，則 MATLAB 命令可表述為： num=1。 den=[1 1 2]。 nyquist(num,den)。 grid。 仿真曲線如圖 218 所示： 平頂山學院 2020 屆本科畢業(yè)設計 MATLAB 在自動控制理論實驗中的應用 22 圖 218 函數(shù)的 Nyquist 曲線 此時可以放大鏡工具或軸函數(shù) axis( )命令進行局部放大，進行穩(wěn)定性分析。 MATLAB 頻域特性分析 例 215 對于典型二階系統(tǒng)，已知 ? %= 15%， ST = 3s (? = 2%)，試計算相角余度。本例主要考察如何根據(jù)典型二階系統(tǒng)的時域指標來求取其頻域指標，但首先要根據(jù)已知條件確定典型二階系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)?？稍?MATLAB 中輸入如下命令： clc deta= 。ts= 3。 keth= sin( atan( log( deta) / pi) )。 wn=( ts* keth)。 G= tf ( [ wn^ 2],conv( [ 1,0],[ 1,2* keth* wn] ) )。 figure( 1)。margin( G)。 grid G1= feedback( G,1)。 figure( 2)。 平頂山學院 2020 屆本科畢業(yè)設計 MATLAB 在自動控制理論實驗中的應用 23 step(G1)。 grid 圖 219 對數(shù)頻率特性 圖 220 單位階躍響應 程序運行后可得到對數(shù)頻率特性曲線和單位階躍響應曲線，如圖 21 220所示。從圖 21 220 可以直觀地看出 時域指標和頻域指標的關 系，由圖 219很容易求出相角裕度 ? = 180? 127? =53? [12]。 平頂山學院 2020 屆本科畢業(yè)設計 MATLAB 在自動控制理論實驗中的應用 24 3 結(jié) 論 在自動控制原理的 實驗 中，充分利用 MATLAB 庫函數(shù)及其作圖功能，使得實驗 非常直觀，可以隨時調(diào)節(jié)結(jié)構圖中的參數(shù)并立刻看到動態(tài)仿真圖形，將不同參數(shù)的效果圖進行對比，大大縮短了對控制系統(tǒng)進行分析計算和設計的時間，提高了上課效率，也使 實驗 更形象生動。學生也可利用 MATLAB 自己檢測對所學知識的掌握情況，這大大提高了學生的學習熱情和學習積極性，提高 了學生解決實際問題的能力。 綜上所述，利用 MATLAB 輔助自動控制原理實驗，將 MATLAB語言更好地融入后續(xù)課程，將是大有裨益的，不僅為理論教學提供了全新的方法，又可提供形象、生動的波形演示，激發(fā)學生的學習興趣，同時也可以提高控制系統(tǒng)的分析能力，達到事半功倍的效果。 平頂山學院 2020 屆本科畢業(yè)設計 MATLAB 在自動控制理論實驗中的應用 25 參考文獻 [1] 胡壽松 ． 自動控制原理 [M]．北京：科學出版社， 2020. [2] 劉叔軍． MATLAB7． 0控制系統(tǒng)應用與實例 [M]．北京：機械工業(yè)出版社， 2020． [3] 李遠生．基于 MATLAB自動控制系統(tǒng)建模與仿真 [J]．湖南電力， 2020， 31(3)： 1819. [4] 官俊，劉泉民． MATLAB在自動控制系統(tǒng)中應用研究 [J]．現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)， 2020， (16)： 3335. [5] 沈傳文，陳 剛．基于 MATLAB 的自動控制實驗模擬軟件的設計 [J]．電氣電子教學學報， 2020， 23(4)：2629. [6] 師宇杰 ．自動控制原理基于 MATLAB仿真的多媒體授課教材（上冊） [M]．北京 國防工業(yè)出版社， 2020． [7] 馬向國，劉同娟，張旭鳳．基于 MATLAB 的自動控制原理虛擬實驗仿真平臺 [J]．現(xiàn)代教育裝備， 2020，1(9)： 5557. [8] 徐薇莉，田作華．自動控制理論與設計（新版） [M]． 上海： 上海交通大學出版社， 2020． [9] 王丹力，邱治平． MATLAB控制系統(tǒng)設計 仿真 應用 [M]． 北京： 中國電力出版社， 2020． [10] 李文磊，劉士榮． MATLAB在自動控制理論實驗中的應用 [J]．中國科技論文統(tǒng)訃源期刊， 2020， 23(2)：2225. [11] 李彥梅 ，張三剛． MATLAB在自動控制原理教學中的應用 [J]．安慶師范學院學報， 2020， 5： 1416. [12] 崔治 ，崔憲普． MATLAB仿真在自動控制原理課程教學中的應用 [J]．現(xiàn)代電子技術， 2020， 18： 23. 平頂山學院 2020 屆本科畢業(yè)設計 MATLAB 在自動控制理論實驗中的應用 26 致 謝 本論文是在導師宋曉燕副教授的悉心指導下完成的。導師淵博的專業(yè)知識，嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，精益求精的工作作風，誨人不倦的高尚師德，嚴以律己、寬以待人的崇高風范，樸實無華、平易近人的人格魅力對我影響深遠。不僅使我樹立了遠大的學術目標、掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處事的道理。本論文從選題到完成，每一步都是在導師的指導下完成的，傾注了導師大量的心血。在此，謹向?qū)煴硎境绺叩木匆夂椭孕牡母兄x！本論文的順利完 成，離不開各位老師、同學和朋友的關心和幫助。在此感謝周豐群院長、王化冰老師、李闊湖老師、卞和營老師的指導和幫助，沒有他們的幫助和支持是沒有辦法完成我的論文的。