1、 1 自 动 化 专 业 课 程 设 计 报 告自 动 化 专 业 课 程 设 计 报 告 MATLAB 与仿真系统课程设计报告 -模型仿真 班级： 姓 名 ： 学 号 ： 时 间 ： 地 点 ： 指导教师 ： 2 目 录 1 课程设计的目的与要求 3 1.1 课程设计目的 3 1.2 课程设计要求 3 2 课程设计课题的分析 . 3 3 课程设计的内容和安排 . 3 4 课程设计的步骤 4 4.1 根轨迹的概述 . 4 4.2 根轨迹的基本概念 . 4 4.3 举例 5 5 课程设计的结果 10 6 课程设计的心得和体会 11 7 参考文献 11 3 大大 连连 海海 洋洋 大大 学学 课课
2、 程程 设设 计计 报报 告告 纸纸 学院学院: : 专业班级专业班级: : 姓名姓名: : 学号学号: : 一、课程设计的目的与要求一、课程设计的目的与要求 1 1、课程设计目的：、课程设计目的： （1）进一步理解和消化书本知识，运用所学知识和技能进行简单的设计。 （2）通过课程设计提高应用能力，为专业课的学习打下基础。 （3）培养查阅资料的习惯,训练和提高独立思考和解决问题的能力。 （4）对选定模型仿真，培养知识综合运用能力和技巧。 2 2、课程设计要求、课程设计要求 从课程设计的目的出发，通过设计工作的各个环节，达到以下要求： （1）能够正确理解课程设计的题目和意义，全面思考问题。 （2
3、）运用科学合理的方法，认真按时完成。 二、课程设计课题的分析二、课程设计课题的分析 既然根轨迹是系统特征方程的根随着某个参数变动在s 平面上移动的轨迹，那么，根轨迹的形状不同， 闭环特征根就不同，系统的性能就不一样。工程上，为了改善系统的性能，往往需要对根轨迹进行改造。 从前面的分析可知，系统根轨迹的形状、位置完全取决于系统的开环传递函数中的零点和极点。因此， 可通过增加开环零、极点的手段来改造根轨迹，从而实现改善系统性能的目的。 根据根轨迹的绘制法，增加开环零、极点和偶被子对系统根轨迹的影响总结如下。 三、课程设计的内容与安排三、课程设计的内容与安排 根据所学知识，设计系统并建立数学模型，选
4、择适当的模块，进行仿真试验，并对所建立的模块合理 封装。 4 时间安排参考如下教学时间安排 教学安排 周一 布置任务，查阅资料 周二 设计 周三 设计 周四 仿真、调试 周五 验收、总结报告 四、四、课程设计的步骤课程设计的步骤 开环零、极点对根轨迹的影响开环零、极点对根轨迹的影响 （一）根轨迹概述（一）根轨迹概述 闭环系统的动态性能与闭环极点在 s 平面上的位置密切相关,系统的闭环极点也就是特征方程式的根. 当系统的某一个或某些参量变化时,特征方程的根在 s 平面上运动的轨迹称为根轨迹. 根轨迹法即直接由开环传递函数求取闭环特征根的方法。 （二）（二）根轨迹的基本概念根轨迹的基本概念 一个二
5、阶系统 极点为： 15.0 ss K sG p1=0, p2=-2 5 讨论讨论： k1=0 时，s1=0, s2=-2 ; k1=1 时，s1=-1=s2 ; k1=2 时，s1=-1+j, s2=-1-j ; . （三）（三）举例举例 已知一个三阶系统开环传递函数已知一个三阶系统开环传递函数 )22( * )()( 2 sss k sHsG 讨论：讨论：零点对根轨迹的影响？零点对根轨迹的影响？ 在不加任何零点的情况下：在不加任何零点的情况下： 12,11 2 1102KsKsss jsjsK11 211 ，时， 6 num=1; den=1 2 2 0; rlocus(num,den);
6、title(无零点无零点); )22( )(* )()( 2 sss zsk sHsG 在加零点的情况下：在加零点的情况下： num=1 0; den=1 2 2 0; subplot(2,1,2); rlocus(num,den); title(增加零点增加零点-z=0); num=1 2; den=1 2 2 0; 7 subplot(2,2,1); rlocus(num,den); title(增加零点增加零点-z=2); num=1 3; den=1 2 2 0; subplot(2,2,2); rlocus(num,den); title(增加零点增加零点-z=3) 从图中可以看出，增加开环零点后，使得根轨迹图形向s 左半平面弯曲或移 动，从而使闭环的稳定性提高。而且，
