【導(dǎo)讀】師的指導(dǎo)下進(jìn)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(guò)的材料。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)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(gè)人或。集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的科研成果。本聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。原始數(shù)據(jù)、實(shí)物照片、圖片、錄音帶、設(shè)計(jì)手稿等），知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬平頂山學(xué)院。以采用任何復(fù)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(xué)院。直接相關(guān)的學(xué)術(shù)論文或成果時(shí)，第一署名單位仍然為平頂山學(xué)院。尤其是Simulink與模擬實(shí)驗(yàn)互相結(jié)合起來(lái)的方法。詳細(xì)介紹了電氣類(lèi)專(zhuān)業(yè)自動(dòng)?？刂评碚搶?shí)驗(yàn)所涉及的主要內(nèi)容。實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明，通過(guò)仿真與模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果

　　

【正文】 定。 因此，增加開(kāi)環(huán)零點(diǎn)除了可改善系統(tǒng)穩(wěn)定性外，還可以使系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能得到改善。在此基礎(chǔ)上，很容易觀察零點(diǎn)的位置與系統(tǒng)性能的關(guān)系，因此可以得出：只要附加零點(diǎn)的位置選取得當(dāng)，可以使系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能同時(shí)得到顯著改善。 控制系統(tǒng)頻域分析應(yīng)用舉例 系統(tǒng)的頻域分析，重點(diǎn)是繪制準(zhǔn)確的 Bode 圖和奈氏圖，難點(diǎn)是系統(tǒng)性能指標(biāo)的計(jì)算，將 MATLAB 引入系統(tǒng)分析只需編寫(xiě)相應(yīng)的程序即可完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，不僅可以節(jié)省時(shí)間還能大幅提高其精確度。 平頂山學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) MATLAB 在自動(dòng)控制理論實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)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(shí)系統(tǒng)的 bode 圖。帶左端變量的 bode函數(shù)運(yùn)行后，屏幕上將不顯示 bode 圖，而是在用戶指定的頻率點(diǎn)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(lái)表示。 Bode函數(shù)具有自動(dòng)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(diǎn) 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(diǎn)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(xiě)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(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) MATLAB 在自動(dòng)控制理論實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)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(shí)系統(tǒng)的 nyquist 圖。帶左端變量的nyquist 函數(shù)運(yùn)行后，屏幕上將不顯示 nyquist 圖，而是在指定的頻率點(diǎn)向量 ω上把系統(tǒng)的頻率特性表示成 re 和 im矩陣，分別對(duì)應(yīng)系統(tǒng)頻率特性的實(shí)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(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) MATLAB 在自動(dòng)控制理論實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用 22 圖 218 函數(shù)的 Nyquist 曲線 此時(shí)可以放大鏡工具或軸函數(shù) axis( )命令進(jìn)行局部放大，進(jìn)行穩(wěn)定性分析。 MATLAB 頻域特性分析 例 215 對(duì)于典型二階系統(tǒng)，已知 ? %= 15%， ST = 3s (? = 2%)，試計(jì)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(shí)域指標(biāo)來(lái)求取其頻域指標(biāo)，但首先要根據(jù)已知條件確定典型二階系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)。可在 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(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) MATLAB 在自動(dòng)控制理論實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用 23 step(G1)。 grid 圖 219 對(duì)數(shù)頻率特性 圖 220 單位階躍響應(yīng) 程序運(yùn)行后可得到對(duì)數(shù)頻率特性曲線和單位階躍響應(yīng)曲線，如圖 21 220所示。從圖 21 220 可以直觀地看出 時(shí)域指標(biāo)和頻域指標(biāo)的關(guān) 系，由圖 219很容易求出相角裕度 ? = 180? 127? =53? [12]。 平頂山學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) MATLAB 在自動(dòng)控制理論實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用 24 3 結(jié) 論 在自動(dòng)控制原理的 實(shí)驗(yàn) 中，充分利用 MATLAB 庫(kù)函數(shù)及其作圖功能，使得實(shí)驗(yàn) 非常直觀，可以隨時(shí)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)圖中的參數(shù)并立刻看到動(dòng)態(tài)仿真圖形，將不同參數(shù)的效果圖進(jìn)行對(duì)比，大大縮短了對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行分析計(jì)算和設(shè)計(jì)的時(shí)間，提高了上課效率，也使 實(shí)驗(yàn) 更形象生動(dòng)。學(xué)生也可利用 MATLAB 自己檢測(cè)對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握情況，這大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)積極性，提高 了學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。 綜上所述，利用 MATLAB 輔助自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)，將 MATLAB語(yǔ)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(xué)提供了全新的方法，又可提供形象、生動(dòng)的波形演示，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也可以提高控制系統(tǒng)的分析能力，達(dá)到事半功倍的效果。 平頂山學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) MATLAB 在自動(dòng)控制理論實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用 25 參考文獻(xiàn) [1] 胡壽松 ． 自動(dòng)控制原理 [M]．北京：科學(xué)出版社， 2020. [2] 劉叔軍． MATLAB7． 0控制系統(tǒng)應(yīng)用與實(shí)例 [M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020． [3] 李遠(yuǎn)生．基于 MATLAB自動(dòng)控制系統(tǒng)建模與仿真 [J]．湖南電力， 2020， 31(3)： 1819. 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