自动控制课程设计---基于自动控制原理的性能分析设计与校正

1、 课程设计报告 ( 2011 - 2012 学年第 2 学期) 名 称： 自动控制原理课程设计 题 目：基于自动控制原理的性能分析设计与校正 院 系： 班 级 学 号： 学生姓名： 指导教师： 第 2 页 共 21 页 目录 一、课程设计的目的与要求-3 二、设计正文-4 2.1 控制系统的数学建模-4 2.2 控制系统的时域分析-7 2.3 控制系统的频域分析-9 2.4 控制系统的根轨迹分析-12 2.5 控制系统的校正-15 三、课程设计总结-20 四、参考文献-21 第 3 页 共 21 页 一、一、课程设计的目的与要求课程设计的目的与要求 （1）基于自动控制原理的性能分析设计与校正

2、（2）目的与要求 本课程为自动控制原理的课程设计，是课堂的深化。 设置 自动控制原理 课程设计的目的是使 MATLAB 成为学生的基本技能， 熟悉 MATLAB 这一解决具体工程问题的标准软件，能熟练地应用 MATLAB 软件解决控制理论中的复杂 和工程实际问题，并给以后的模糊控制理论、最优控制理论和多变量控制理论等奠定基 础。使相关专业的本科学生学会应用这一强大的工具，并掌握利用 MATLAB 对控制理论 内容进行分析和研究的技能，以达到加深对课堂上所讲内容理解的目的。通过使用这一 软件工具把学生从繁琐枯燥的计算负担中解脱出来，而把更多的精力用到思考本质问题 和研究解决实际生产问题上去。 通

3、过此次计算机辅助设计，学生应达到以下的基本要求： 1.能用 MATLAB 软件分析复杂和实际的控制系统。 2.能用 MATLAB 软件设计控制系统以满足具体的性能指标要求。 3.能灵活应用 MATLAB 的 CONTROL SYSTEM 工具箱和 SIMULINK 仿真软件，分析系统的 性能。 第 4 页 共 21 页 二、设计正文二、设计正文 1 1控制系统的数学建模控制系统的数学建模 控制系统的分析是以控制系统的数学模型为基础的。 数学模型的定义：数学模型是描述系统动态特性及其变量之间关系的数学表达式或 其他形式的表达。描述系统变量的各阶导数之间关系的微分方程称为系统的动态模型。 在静态条件（描述系统变量的各阶导数为零）下，描述变量之间关系的代数方程称为静 态模型。 数学模型的特点：相似化和抽象化，尽管组成系统模型参数的物理含义各不相同， 但它们数学模型的形式很可能是相同的，从数学观点来看，只要数学模型是相同的，那 么它们就应该有相同的运动规律，而不论它们的具体参数含义是什么，具有相同数学模 型的不同的具体系