1、 时域分析方法的计算机辅助设计 院 系： 机电与自动化学院 专 业 班 级：电气工程及其自动化 姓 名： 学 号： 指 导 老 师： 年 月 时域分析方法的计算机辅助设计 Computer aided design method of time domain analysis 目录 摘要I AbstractII 绪论1 1 基于 MATLAB 的线性系统的时域分析及仿真3 1.1 基础理论概述3 1.1.1 时域分析法的简述3 1.1.2 控制系统的动态性能指标3 1.2 一阶系统的时间响应及动态性能分析4 1.2.1 一阶系统的数学模型及单位阶跃响应4 1.2.2 一阶系统的动态性能分析5
2、1.2.3 系统仿真及结果5 1.3 二阶系统的时间响应及动态性能分析6 1.3.1 二阶系统的数学模型及单位阶跃响应6 1.3.2 过阻尼二阶系统动态性能指标分析7 1.3.3 欠阻尼二阶系统动态性能指标分析9 1.3.4 仿真验证11 2 系统的稳定性分析及其稳态误差计算18 2.1 系统稳定性概念18 2.2 仿真验证19 2.3 稳定误差分析20 2.3.1 误差与稳态误差20 2.3.2 稳态误差的计算21 3 二阶系统的Matlab实验设计及仿真23 3.1 实验方案及其简要步骤23 3.2 实验数学模型23 3.3 实验结果26 3.3.1 实验箱仿真结果26 3.3.2 计算机
3、仿真结果28 结论29 致谢30 参考文献31 附录32 I 摘要 随着时代的进步和科技的发展，自动控制技术在航天与航空工业、电力工业， 原子能工业等领域中的应用越来越广泛。同样，自动控制技术将在未来拥有更重要 的地位。时域分析法是一种最基本的分析方法，可以直接在时间域中对系统进行分 析校正，直观准确，可以直观的表达出时域特性，是学习频域法，复域法的基础。 它是根据系统微分方程，且以拉氏变换为工具，直接求出系统时间响应，然后按照 响应曲线来分析系统的性能。 论文对时域分析法的基本定义、意义及其系统性能指标进行了归纳总结,分析研 究了一阶、二阶的时域响应特性及动态性能,同时利用 MATLAB 软
4、件及软件中的 Simulink 来实现自动控制系统时域的分析。本篇论文介绍了利用 MATLAB 软件对自 动控制系统进行线性系统分析和时域分析及仿真的方法，通过直观的分析和仿真达 到自动控制系统的优化。在理论分析的初始阶段，通过一些推导的计算，从而得出 了系统的性能指标包括超调量、峰值时间、稳定值和上升时间的这些理论值，然后 再通过系统模块设计与仿真，从而得出相关参数与系统时域响应之间的关系。 关键词：自动控制系统 时域分析 MATLAB 仿真 动态性能 II Abstract With the development of scientific and technological progress,Automatic control technology applications in the aerospace, power
