【正文】 tive Control)預測控制是在工業(yè)實踐過程中獨立發(fā)展起來的一種新型控制方法,它不僅適用于工業(yè)過程這種“慢過程”的控制,也能適用于快速跟蹤的伺服系統(tǒng)這種“快過程”控制。目前實用的預測控制方法有動態(tài)矩陣控制(DMC),模型算法控制(MAC),廣義預測控制(GPC),模型預測啟發(fā)控制(MPHC)以及預測函數(shù)控制(PFC)等。這最近有人提出一種新的基于主導內(nèi)模概念的預測控制方法:結(jié)構(gòu)對外來激勵的響應主要由其本身的模態(tài)所決定,即結(jié)構(gòu)只對激勵信息中與其起主導作用的幾個主要自振頻率相接近的頻率成分有較大的響應。目前利用神經(jīng)網(wǎng)絡對被控對象進行在線辨識,然后用廣義預測控制規(guī)律進行控制得到較多重視。預測控制目前存在的問題是預測精度不高。反饋校正方法單調(diào)。滾動優(yōu)化策略少。對任意的一般系統(tǒng),其穩(wěn)定性和魯棒性分析較難進行。參數(shù)調(diào)整的總體規(guī)則雖然比較明確,但對不同類型的系統(tǒng)的具體調(diào)整方法仍有待進一步總結(jié)。(Distributed Control System)分布式控制系統(tǒng)又稱集散控制系統(tǒng),是70年代中期發(fā)展起來的新型計算機控制系統(tǒng),它融合了控制技術(shù)(Control),計算機技術(shù)(Computer),通信技術(shù)(Communication),圖像顯示技術(shù)(CRT)的“4C”技術(shù),形成了以微處理器為核心的系統(tǒng),實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的監(jiān)視、控制和管理。既打破了常規(guī)控制儀表功能的局限,又較好地解決了早期計算機系統(tǒng)對于信息、管理過于集中帶來的危險,而且還有大規(guī)模數(shù)據(jù)采集、處理的功能以及較強的數(shù)據(jù)通信能力。分布式控制系統(tǒng)既有計算機控制系統(tǒng)控制算法靈活,精度高的優(yōu)點,又有儀表控制系統(tǒng)安全可靠,維護方便的優(yōu)點。它的主要特點是:真正實現(xiàn)了分散控制。具有高度的靈活性和可擴展性。較強的數(shù)據(jù)通信能力。友好而豐富的人機聯(lián)系以及極高的可靠性。總結(jié)：通過這一學期的學習，我對自動控制原理這門課有了深刻的認識，現(xiàn)在能夠簡單的分析一些問題了，過程實驗給我們很大的提高。雖然現(xiàn)在還不知道未來要從事什么行業(yè)，但不管怎樣要學好當前的每門課?；A一定要打好。第五篇：自動控制原理實驗報告北京交通大學自動控制原理研究性學習報告——基于MATLAB軟件的系統(tǒng)建模分析與校正譚堃15221309 田斌15221310 努爾夏提15221305 張雪程13222028摘要本文利用MATLAB軟件來實現(xiàn)對自動控制系統(tǒng)建模、分析與設計、仿真的方法。它能夠直觀、快速地分析系統(tǒng)的動態(tài)性能、和穩(wěn)態(tài)性能。并且能夠靈活的改變系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)通過快速、直觀的仿真達到系統(tǒng)的優(yōu)化設計。關(guān)鍵詞：MATLAB，自動控制，系統(tǒng)仿真單位負反饋隨動系統(tǒng)固有部分的傳遞函數(shù)為G(s)=4K/s(s+2)畫出未校正系統(tǒng)的Bode圖，分析系統(tǒng)是否穩(wěn)定。畫出未校正系統(tǒng)的根軌跡圖，分析閉環(huán)系統(tǒng)是否穩(wěn)定。設計系統(tǒng)的串聯(lián)校正裝置，使系統(tǒng)達到下列指標：（1）靜態(tài)速度誤差系數(shù)Kv＝20s1；（2）相位裕量γ≥50176。（3）幅值裕量Kg≥10dB。給出校正裝置的傳遞函數(shù)。分別畫出校正前，校正后和校正裝置的幅頻特性圖。計算校正后系統(tǒng)的穿越頻率ωc、相位裕量γ。分別畫出系統(tǒng)校正前、后的開環(huán)系統(tǒng)的奈奎斯特圖，并進行分析。（1）確定K值Kv=limsWk =2k=20 所以K = 10（2）校正前系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)幅頻特性如圖實線所示。由A(wc)=20/[wc√(1+(wc/2)^2]=1。得wc≈；γ(wc)=180?+?(wc)=90??=?可見相位裕量并不滿足要求，為不影響低頻段特性和改善暫態(tài)響應性能，采用引前矯正。（3）設計串聯(lián)微分校正裝置：微分校正環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為Wc(s)=(Tds+1)/[(Tds/γd)+1)。最大相位移為?max=arcsin[(rd1)/(rd+1)] 根據(jù)系統(tǒng)相位裕量γ(wc)≥50?的要求，微分矯正環(huán)節(jié)最大相位移為?max≥50??=?考慮Wc’≥Wc,原系統(tǒng)相角位移將更負些，故?max將更大些，取?max=40?，即有Sin40?=(γd1)/(γd+1)== 設校正后的系統(tǒng)穿越頻率Wc’為矯正裝置兩交接頻率w1與w2的幾何中點。即Wc’=√w1w2=w1√rd 若認為Wc’/w11,Wc’/w2A(wc’)=1≈20wc’/(wc^2/2)解得w1≈。w2≈。wc’≈。所以校正裝置的傳遞函數(shù)為Wc(s)=(s/+1)/[(s/)+1)。（4）驗算校正后系統(tǒng)指標Wk’(s)=20(s/+1)/[s(s/2+1)(s/+1)] 同理，代入數(shù)值得校正裝置的相位裕量為γ(wc’)=? 另?(wj)=180?,可得出系統(tǒng)穿越頻率wj→∞。所以一定滿足GM=20lg[1/（wk’(jwj)]≥10dB(三)MATLAB仿真(1)時域分析：圖1 系統(tǒng)單位階躍相應計算結(jié)果：pos(超調(diào)量)=%、tp(峰值時間)= 、tr(上升時間)=，ts(調(diào)節(jié)時間)= 由圖可知：校正前系統(tǒng)的的調(diào)節(jié)時間較長，超調(diào)量過大。圖2系統(tǒng)單位階躍相應計算結(jié)果：pos(超調(diào)量)=%、tp(峰值時間)= 、tr(上升時間)=，ts(調(diào)節(jié)時間)=系統(tǒng)的暫態(tài)響應與校正前相比有較大改善。該系統(tǒng)依然穩(wěn)定，而且反應更加快速，應采用。(2)根軌跡校正前系統(tǒng)的根軌跡如圖校正后系統(tǒng)的根軌跡如圖：校正前后根軌跡對比(3)對數(shù)頻率特性校正前系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)頻率特性如圖實線所示：圖1 系統(tǒng)對數(shù)頻率特性曲線相位裕量γ=穿越頻率=：校正后系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)頻率特性如圖所示：相位裕量γ==對比圖(4)幅相頻率特性校正前系統(tǒng)的開環(huán)幅相頻率特性如圖所示：圖7 系統(tǒng)幅相頻率特性曲線校正后系統(tǒng)的開環(huán)幅相頻率特性如圖所示：對比圖四、程序附錄（1）時域分析cleart=0::5。s=[184 ]。d=[1 ]。sys=tf(s,d)。y1=step(sys,t)。plot(t,y1)maxy1=max(y1)。yss1=y1(length(t))。pos1=100*(maxy1yss1)/yss1。for i=1:1:51 if(y1(i)==maxy1)n=i。break。end endtp1=(n1)*。for i=1:1:51 if(y1(i))m=i。break。end endtr1=(m1)*。for i=51:1:1 if(y1(i)||y1(i)ts1=a*。pos=[pos1] tp=[tp1] tr=[tr1] ts=[ts1]clear t=0::10。s=[40]。d=[1 2 40]。sys=tf(s,d)。y1=step(sys,t)。plot(t,y1)maxy1=max(y1)。yss1=y1(length(t))。pos1=100*(maxy1yss1)/yss1。for i=1:1:101 if(y1(i)==maxy1)n=i。break。end endtp1=(n1)*。for i=1:1:101 if(y1(i))m=i。break。end endtr1=(m1)*。for i=101:1:1 if(y1(i)||y1(i)ts1=a*。pos=[pos1] tp=[tp1] tr=[tr1] ts=[ts1]（2）對數(shù)頻率特性 clear s1=[ 1]。d1=[ 1]。s2=[40]。d2=[1 2 40]。s3=[184 ]。d3=[1 ]。sys1=tf(s1,d1)。sys2=tf(s2,d2)。sys3=tf(s3,d3)。figure(1)bode(sys1,sys2,sys3)（3）根軌跡 clear s1=[40]。d1=[1 2 40]。s2=[184 ]。d2=[1 ]。sys1=tf(s1,d1)。sys2=tf(s2,d2)。figure(1)rlocus(sys1,sys2)（4）幅相頻率特性 clear s1=[40]。d1=[1 2 40]。s2=[184 ]。d2=[1 ]。sys1=tf(s1,d1)。sys2=tf(s2,d2)。figure(1)nyquist(sys1,sys2)總結(jié)本次研究性學習的內(nèi)容主要是建立自動控制系統(tǒng)并運用MATLAB軟件對設計的自動控制系統(tǒng)進行仿真，其中涉及了關(guān)于自動控制方面的很多知識，也有關(guān)于數(shù)學建模方面的知識以及MATLAB軟件的應用，此次研究性學習建立了衛(wèi)星姿態(tài)的自動控制。在此次設計過程中遇到了很多問題，也接觸到了很多以前不知道的知識，特別是之前很少接觸過MATLAB軟件，這讓本次設計一度陷入停滯階段。后來在圖書館和網(wǎng)絡上查閱了大量的相關(guān)書籍，并在同學的細心指導下安裝了MATLAB軟件并學習其使用方法，從而使問題一步步得到了解決，最終成功的完成了此次研究性學習。