用matlab進行控制系統(tǒng)的動態(tài)性能的分析畢業(yè)論文-資料下載頁
2025-05-19 12:58本頁面
【導讀】能源，來達成人類所期盼執(zhí)行的工作。更狹義地說即是以生化、機電、電腦、化人類工作程序的機構(gòu)機制，皆可稱之。自動控制是相對人工控制概念而言的。指的是在沒人參與的情況下，利用控。制裝置使被控對象或過程自動地按預定規(guī)律運行。自動控制技術(shù)的研究有利于將。人類從復雜、危險、繁瑣的勞動環(huán)境中解放出來并大大提高控制效率。計算中也有很廣泛的應用。自動控制是工程科學的一個分支。它涉及利用反饋原理的對動態(tài)系統(tǒng)的自動。影響，以使得輸出值接近我們想要的值。從方法的角度看，它以數(shù)學的系統(tǒng)理論。我們今天稱作自動控制的是二十世紀中葉產(chǎn)生的控制論的一個分支。礎(chǔ)的結(jié)論是由諾伯特·維納、魯?shù)婪?amp;#183;卡爾曼提出的。從一般式可以看出系統(tǒng)沒有零點，有三個極點。（其中一個實數(shù)極點和一。響應速度的一種度量。上升時間越短，響應速度越快。5%內(nèi)所需的最短時間。超調(diào)量亦稱為最大超調(diào)量，或百分比超調(diào)
【正文】 應曲線得到系統(tǒng)動態(tài)性能指標： 最大偏離量 h(pt )=，終值 h(∞ )=，上升時間 rt =，峰值時間 pt =,調(diào)節(jié)時間 st =,超調(diào)量 σ %=。 三階系統(tǒng)動態(tài)性能分析比較 表 31 三階系統(tǒng)動態(tài)性能分析比較 編號 系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù) rt pt σ % st 1 537 ??? sss 2 34 ??? sss 3 6 ??? sss 12 4 ?? ss ?比較表 31 中第三行與第四行的動態(tài)性能，基本可以看出非主導極點對系統(tǒng)動態(tài)性能的影響為：增大峰值時間，使系統(tǒng)響應速度變慢，但可以使超調(diào)量σ %減表明閉環(huán)非主導極點可以增大系統(tǒng)阻尼，且這種作用將隨閉環(huán)極點接近虛軸而加劇。 ?從以上四幅階躍響應的動態(tài)性能指標可以看出，它們的終值相等。說明主導極點所對應的響應分量，隨時間的推移衰減緩慢，在系統(tǒng)的時間響應過程中起主導作用。 近似條件 閉環(huán)主導極點 對穩(wěn)定的閉環(huán)系統(tǒng)，遠離虛軸的極點對應的模態(tài)只影響階躍響應的起 始段，而距虛軸近的極點對應的模態(tài)衰減緩慢，系統(tǒng)動態(tài)性能主要取決于這些極點對應的響應分量。此外，各瞬態(tài)分量的具體值還與其系數(shù)大小有關(guān)。根據(jù)部分分式理論，各瞬態(tài)分量的系數(shù)與零、極點的分布有如下關(guān)系： ① 若某極點遠離原點，則相應項的系數(shù)很??； ② 若某極點接近一零點，而又遠離其他極點和零點，則相應項的系數(shù)也很小； ③ 若某極點遠離零點又接近原點或其他極點，則相應項系數(shù)就比較大。系數(shù)大而且衰減慢的分量在瞬態(tài)響應中起主要作用。因此，距離虛軸最近而且附近又沒有零點的極點對系統(tǒng)的動態(tài)性能起主導作用，稱相應極點為主導極點。 估算高階系統(tǒng)動態(tài)性能指標的零點極點法 一般規(guī)定，若某極點的實部大于主導極點實部的 5~6 倍以上時，則可以忽略相應分量的影響；若兩相鄰零、極點間的距離比它們本身的模值小一個數(shù)量級時，則稱該零、極點對為“偶極子”，其作用近似抵消，可以忽略相應分量的影響。在絕大多數(shù)實際系統(tǒng)的閉環(huán)零、極點中，可以選留最靠近虛軸的一個或幾個極點作為主導極點，略去比主導極點距虛軸遠 5 倍以上的閉環(huán)零、極點，以及不十分接近虛軸的靠得很近的偶極子，忽略其對系統(tǒng)動態(tài)性能的影響。 應 該注意使簡化后的系統(tǒng)與原高階系統(tǒng)有相同的閉環(huán) 增益，以保證階躍響應終值相同。利用 MATLAB 語言的 step 指令，可以方便準確地得到高階系統(tǒng)的單位階躍響應和動態(tài)性能指標。 4 結(jié)束語 在此次 用 MATLAB 進行控制系統(tǒng) 動態(tài)性能的分析的 課程設(shè)計中，我對三階系統(tǒng)動態(tài)性能有了更深的認識。在控制工程實踐中，通常要求控制系統(tǒng)既具有較 13 快的響應速度，又具有一定的阻尼程度，此外，還要求減少死區(qū)、間隙和庫侖摩擦等非線性因素對系統(tǒng)性能的影響，因此高階系統(tǒng)的增益常常調(diào)整到使系統(tǒng)具有一對閉環(huán)共軛主導極點。這時，可以用二階系統(tǒng)的動態(tài)性能指標來估算高階系統(tǒng)的動態(tài)性能。 回顧起此 次自動課程設(shè)計，至今我仍感慨頗多，我既學習到了自動控制原理的知識，又學到了許多書本之外寶貴的分析動手能力。課程設(shè)計是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識 ,發(fā)現(xiàn) ,提出 ,分析和解決實際問題 ,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié) ,是對學生實際工作能力的具體訓練和考察過程 . 通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結(jié)合起來，才能發(fā)揮最好的效果。 5參考文獻 [1]胡壽松 .自動控制原理（第五版） .科學出版社， [2]黃堅 .自動控制原理及 其應用 .高等教育出版社， [3]程麗平、劉傳璽、孫秀云 .自動控制原理與系統(tǒng) .天津大學出版社， [4]余成波、張蓮等 .自動控制原理 .清華大學出版社， [5]彭學峰、劉建斌等 .自動控制原理實踐教程 .中國水利水電出版社， 14 本科生課程設(shè)計成績評定表 姓 名 性 別 專業(yè)、班級 課程 設(shè)計題目 ： 課程設(shè)計答辯或質(zhì)疑記錄： 成績評定依據(jù)： 評 定 項 目 評分成績 1．選題合理、目的明確（ 10 分） 2．設(shè)計方案正確、具有可行性、創(chuàng)新性（ 20 分） 3．設(shè)計結(jié)果 （ 例如： 系統(tǒng) 設(shè)計 程序 、 仿真程序 ） （ 20 分） 4．態(tài)度認真、學習刻苦、遵守紀律（ 15 分） 5．設(shè)計報告的規(guī)范化、參考文獻充分（不少于 5 篇）（ 10 分） 6．答辯（ 25 分） 總 分 最終評定成績（以優(yōu)、良、中、及格、不及格評定） 指導教師 簽字： 年 月 日
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