【正文】 型系統(tǒng)時域分析界面的源程序 function varargout = Time_Reponse(varargin) gui_Singleton = 1。 function pushbutton4_Callback(hObject, eventdata, handles) close(gcf) Frequency。 function Modify_Callback(hObject, eventdata, handles) close(gcf) Modify function OK_Callback(hObject, eventdata, handles) close(gcf) Time_Reponse。 function One_Callback(hObject, eventdata, handles) 滁州學院本科畢業(yè)設計 30 function Two_Callback(hObject, eventdata, handles) function Three_Callback(hObject, eventdata, handles) function Four_Callback(hObject, eventdata, handles) function Rlocus_Callback(hObject, eventdata, handles) close(gcf) Rlocus。 function varargout = dianxinghuanjie_OutputF(hObject, eventdata, handles) varargout{1} = 。Inco\39。center39。 end function dianxinghuanjie_OpeningF(hObject, eventdata, handles, varargin) = hObject。 end if nargout [varargout{1:nargout}] = gui_mainf(gui_State, varargin{:})。amp。, [])。, [] , ... 39。, dianxinghuanjie_OutputF, ... 39。, dianxinghuanjie_OpeningF, ... 39。, gui_Singleton, ... 39。, mfilename, ... 39。 gui_State = struct(39。設計雖然完成了但同時也發(fā)現(xiàn)了自己能力的不足，在今后人生道路上會更加的努力。 圖 49 控制系統(tǒng)校正實驗圖 滁州學院本科畢業(yè)設計 26 圖 410 超前 校正前后系統(tǒng)階躍響應曲 線 滁州學院本科畢業(yè)設計 27 圖 411 滯后校正前后系統(tǒng)階躍響應曲線 5 結論 經過幾個月的努力，我最終完成了基于 MATLAB的自動控制原理虛擬實驗平臺的開發(fā)，對自動控制原理的幾個實驗都較好的進行了仿真，通過仿真圖形的分析，加深了對自動控制原理的深入的了解，被 MATLAB的強大功能所吸引，已經較為熟練地掌握了 MATLAB的一些功能操作，對 MATLAB的程序語言更為的熟悉與了解。先進性模塊布局，保存在 ， 自動生成了 ，并在相應的回調函數內修改程序，最終點擊運行，得到控制系統(tǒng)校正實驗界面滁州學院本科畢業(yè)設計 25 圖，如圖 49，可以看到系統(tǒng)校正前后的伯德圖，點擊超前校正控件按鈕，得到校正前后系統(tǒng)階躍響應曲線，如圖 410，點擊之后滯后校正控件按鈕，得到校正前后系統(tǒng)階躍響應曲線，如圖 411?？刂葡到y(tǒng)校正根據校正裝置的特性可以分為超前校正、滯后校正、滯后 超前校正 、 串聯(lián)校正 以及反饋校正。 頻域分析界面的設計 我們可以作出伯德圖和奈奎斯特曲線以及單位階躍響應曲線來分析頻域特性，進行模塊布局，保存在 ，在同時生成的 m文件中對各個控件的回調函數進行相應的修改，并點擊運行，得到線型系統(tǒng)頻域分析界面，如圖 46，點擊 伯德圖控件，得到伯德圖，如圖 47，點擊奈奎斯特控件圖標，如圖 48，改變傳遞函數輸入的參數進行頻域特性分析。要研究頻域法的特性可以通過頻域特性曲 線進行研究，包括曲線的形狀及其特征量。 線型系統(tǒng)頻域分析界面 頻域法的介紹 對于頻域分析法來說，它是一種利用頻域特性 來研究控制系統(tǒng)的一種圖解方法， 以傳遞函數為滁州學院本科畢業(yè)設計 22 基礎， 反映了控制系統(tǒng)對正弦輸入的響應性能 。 滁州學院本科畢業(yè)設計 21 圖 45 開環(huán)根軌跡曲線 當我們改變參數，我們會得出一些根軌跡的性能結論分析。滁州學院本科畢業(yè)設計 20 最后再對其余的控件進行布局，最后點擊保存 在 ，同時生成了 ，再在 ，最后點擊運行，得到線型系統(tǒng)根軌跡分析圖，如圖 44，我們可以看到閉環(huán)系統(tǒng)單位階躍響應曲線。 在 MATLAB中采用函數 pzmap（）繪制系統(tǒng)零點，輸入“ rlocus（ GH）”可得到我們需要的 根軌跡圖。當改變增益值或增加開環(huán)零極點時，可以利用根軌跡法預測其對閉環(huán)零點位置的影響。Y(t)39。Time(s)39。39。177。188。203。206。String39。String39。]。 str=[str0,39。 if(che=2) rate=fix(100*(F(1)C)/(F(2)C))/100。 %顯示調節(jié)時間 滁州學院本科畢業(yè)設計 18 %的時間點 hold off [F,h]=findpeaks(y)。MarkerSize39。m39。MarkerFaceColor39。k39。MarkerEdgeColor39。o39。String39。]。 str=[str0,39。 end Settingtime=fix(100*t(i))/100。 while (y(i)*C)amp。String39。]。 str=[str0,39。 end risetime=fix(100*(t(m)t(n)))/100。 end m=k。,str) %求超調量 n=1。 set(,39。%39。 str0=num2str(M)。,str) C=dcgain(feedback(G,1))。 set(,39。s39。 %畫出峰值時間點 str0=num2str(tp)。MarkerSize39。k39。MarkerFaceColor39。k39。MarkerEdgeColor39。o39。,)。,39。 plot([0 tp],[Y Y],39。Linewidth39。r39。 tp=fix(t(k)*100)/100。Linewidth39。 [y,t]=step(feedback(G,1))。Linewidth39。 滁州學院本科畢業(yè)設計 16 [y,t]=step(G)。)。 %獲取控件 Tag屬性為 edit2的控件里面的數值作為分母 load(39。String39。))。 num=str2num(get(,39。Value39。,0)。 set(,39。Value39。右鍵單擊任一圖形對象，在彈出的快捷菜單中點擊 View Callbacks，在點擊 Callback命令 ，這時將自動打開一個 M文件，這個時候就可以在各控件相應的回調函數區(qū)內修改對應的程序代碼。 時域分析界面的設計 根據設計需要，我們需要在布局編輯區(qū)里添加八個靜態(tài)文本框（ Static Text），兩個按鈕（ Push Button），也要修改自己 String屬性，同時還要添加兩個文本編輯框（ Edit Text） 、五個單選按鈕（ Radio Button）、六個面板控件（ Panel）和一個坐標軸（ Axes），整體的模塊布局就可以了，完成各部件的屬性的設置，保存為 。 本時域分析法的設計以典型輸入的單位脈沖輸入、單位階躍輸入以及 單位斜坡輸入為主的輸入，來觀察各個的響應曲線進行分析，通過階躍響應性能指標（包括峰值時間、調節(jié)時間、上升 時間、超調量）來研究問題和分析問題，主要針對一階或二階系統(tǒng)。 它通過響應曲線來分析控制系統(tǒng)的一些性能，具有直接而全面的優(yōu)點，但仍有一些不足，比如在分析的過程當中計算量較大，尤其是對于高階系統(tǒng)。,hObject,eventdata,guidata(hObject)) 最后我們再一次保存設計好的 ， 選擇工具欄上的運行按鈕， 同時也自動生成了 。,hObject,eventdata,guidata(hObject)) 子菜單控制系統(tǒng) 校正實驗的 Callback屬性： 滁州學院本科畢業(yè)設計 14 dianxinghuanjie(39。,hObject,eventdata,guidata(hObject)) （ 4）菜單實驗四的 Callback屬性： dianxinghuanjie(39。,hObject,eventdata,guidata(hObject)) 子菜單線性系統(tǒng)頻域分析屬性： dianxinghuanjie(39。,hObject,eventdata,guidata(hObject)) （ 3）菜單實驗三的 Callback屬性： dianxinghuanjie(39。,hObject,eventdata,guidata(hObject)) 子菜單線性系統(tǒng)根軌跡分析屬性： dianxinghuanjie(39。,hObject,eventdata,guidata(hObject)) （ 2）菜單實驗二的 Callback屬性： dianxinghuanjie(39。,hObject,eventdata,guidata(hObject)) 子菜單線性系統(tǒng)時域分析的 Callback屬性： dianxinghuanjie(39。 （ 1）菜單實驗一的 Callback屬性： dianxinghuanjie(39。Tag 屬性是用來定義控件的標識值，取值為字符串，在任何程序中都可以通過該標識值來控制該控件。我們可以發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)建某個菜單項后，圖框的右邊就會顯示該菜單的相關的屬性，我們可以在這里設置好我們的屬性，我們先創(chuàng)建四個一級菜單 ，分別在右邊 Label屬性中修改為實驗一、實驗二、實驗三和實驗四，再在各自的子菜單中的屬性項里修改為線性系統(tǒng)時域分析、線型系統(tǒng)根軌跡分析、線性系統(tǒng)頻域分析和控制系統(tǒng)的串聯(lián)校正實驗。如下圖 41，該圖是已經編輯好的菜單編輯器。之后在 String的屬性下分別改成線型系 統(tǒng)時域分析、線型系統(tǒng)頻域分析、線性系統(tǒng)根軌跡分析、控制系統(tǒng) 校正實驗 。 我們在 GUIDE 的設計編輯區(qū)內（ Layout Area）內從工具欄上拖入一個靜態(tài)文本框（ Static Text），靜態(tài)文本是在對 話框中顯示我們所需要的說明性文字 ， 雙擊該控件，我們可以打開一個對象屬性框 ， 或者可以通過單擊該控件點擊對象屬性查看器（ Property Inspector）也可以打開，選擇String屬性，該屬性的取值是字符串， 它定義了控件對象的說明性文字， 寫入“ 自動控制原理虛擬實驗平臺 ” 用來給用戶提供必要的提示，但用戶不能在程序的執(zhí)行過程種中來修改文字說明 , 如果滁州學院本科畢業(yè)設計 12 要改變字體的大小粗細，可以點擊 FontWeight屬性，它定義了字體的粗細，點擊 FontSize屬性，它定義了字體的大小，屬性的取值是數值，點擊 ForegroundColor屬性，定了控件對象的說明性文字的顏色，其默認顏色是黑色，利用上述的方法， 再點擊一個靜態(tài)文本框，寫入“歡迎使用” 。 該界面有四個窗口空間組成組成，在各自的窗口中我們可以通過圖形用戶界面可以很方便的了解自動控制原理的幾個典型的實驗模型，下面我們來介紹主界面的設計，具體步驟如下： 首先我們點擊 MATLAB界面工具 欄上的快速啟動圖標，可以直接 啟動一個 GUIDE的集成開發(fā)環(huán)境的對話框，或者在 file 菜單中點擊 new，在點擊 GUI 也是可以，當然了直接在命令窗口（ Command Window）上輸入 GUIDE命令也是可以的，最好的啟動方式還是第一種方法。所以對于界面設計來說，我們是由上而下來設計的。 該設計的虛擬實驗平臺包括三級界面，第一級界面就是我們的主界面，由主界面可以進入到第二級界面，包括線性系統(tǒng)時域分析 界面、線性系統(tǒng)頻域分析界面、線性系統(tǒng)根軌跡分析界面控制系統(tǒng) 校正實驗界面。 （ d）控制系統(tǒng)校正功能：對所需要的校正的控制系統(tǒng)進行超前 校正 和滯后校正 ，可以得到校正前后的 bode圖和階躍響應曲線以及各種性能指標。 （ b）虛擬實驗平臺繪圖功能：通過參數的設定，我們可以得到我們所想要的響應曲線或是波形圖等其他仿真圖形。 3 虛擬實驗平臺 總體概述 虛擬實驗平臺設計原則 本次所設計的虛擬實驗平臺是基于 ，在整個設計當中，為了更好地讓大家看清整個的設計流程，我們是采用的自上而下、由上一級轉到下一級而設計。 自動控制原理的主要內容包括控制系統(tǒng)數學模型、時域分析法、根軌跡分析法、頻域分析發(fā)以及控制系統(tǒng)校正與綜合等方面知識。所以對于一個工程技術人員，學習自動控制原理有關的滁州學院本科畢業(yè)設計 9 知識有必要的。同時自動控制原理技術的應用范圍現(xiàn)在已擴展到生物、醫(yī)學、環(huán)境等生活中的其他領域，成為人們生活當中不可或缺 的一部分。 通過控件的布局，相應的生成了