基于MATLAB的自动控制系统仿真毕业设计

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1、I 摘要摘要 自动控制原理理论性强，现实模型在实验室较难建立，因此利用 SIMULINK 进 行仿真实验，可以加深我们学生对课程的理解，调动我们学习的积极性，同时大大提 高了我们深入思考问题的能力和创新能力。本文针对自动控制系统的设计很大程度上 还依赖于实际系统的反复实验、调整的普遍现象，结合具体的设计实例，介绍了利用 较先进的 MATLAB 软件中的 SIMULINK 仿真工具来实现对自动控制系统建模、分析 与设计、仿真的方法。它能够直观、快速地分析系统的动态性能、和稳态性能。并且 能够灵活的改变系统的结构和参数，通过快速、直观的仿真达到系统的优化设计。 关键词关键词：MATLAB；自动控制

2、；系统仿真 II Abstract Strong theory of automatic control theory, the reality is more difficult to establish in the laboratory model, thus using the SIMULINK simulation experiment, students can deepen our understanding of the course, to mobilize the enthusiasm of our study, while greatly increasing our a

3、bility to think deeply and Innovationcapacity.In this paper, the design of automatic control system is still largely dependent on the actual system of repeated experiments, adjustment of the universal phenomenon, with specific design example, introduced the use of more advanced software in the MATLA

4、B SIMULINK simulation tools to achieve the automatic control systemModeling, Analysis and design, simulation methods.It can intuitively and quickly analyze the dynamic performance, and steady-state performance. Keywords: MATLAB; Automatic control; System simulation III 目录目录 1 绪论 1 1.1 题目背景、研究意义 1 1.

5、2 国内外相关研究情况 1 2 自动控制概述 3 2.1 自动控制概念 3 2.2 自动控制系统的分类 4 2.3 对控制系统的性能要求 5 2.4 典型环节 6 3 MATLAB 仿真软件的应用 10 3.1 MATLAB 的基本介绍 .10 3.2 MATLAB 的仿真 .10 3.3 控制系统的动态仿真 11 4 自动控制系统仿真 14 4.1 直线一级倒立摆系统的建模及仿真 14 4.1.1 系统组成 14 4.1.2 模型的建立 14 4.1.3 PID 控制器的设计 .19 4.1.4 PID 控制器 MATLAB 仿真 .22 4.2 三容水箱的建模及仿真 23 4.2.1 建立

6、三容水箱的数学模型 24 4.2.2 系统校正 25 总结 28 致谢 29 参考文献 30 1 1 绪论绪论 1.1 题目背景、研究意义题目背景、研究意义 MATLAB 语言是当今国际控制界最为流行的控制系统计算机辅助设计语言， 它的 出现为控制系统的计算机辅助分析和设计带来了全新的手段。其中图形交互式的模型 输入计算机仿真环境 SIMULINK，为 MATLAB 应用的进一步推广起到了积极的推动 作用。现在，MATLAB 语言已经风靡全世界，成为控制系统 CAD 领域最普及、也是 最受欢迎的软件环境。 随着计算机技术的发展和应用，自动控制理论和技术在宇航、机器人控制、导弹 制导及核动力等高新技术领域中的应用也愈来愈深入广泛。不仅如此，自动控制技术 的应用范围现在已扩展到生物、医学、环境、经济管理和其它许多社会生活领域中， 成为现代社会生活中不可缺少的一部分。随着时代进步和人们生活水平的提高，在人 类探知未来，认识和改造自然，建设高度文明和发达社会的活动中，自动控制理论和 技术必将进一步发挥更加重要的作用。作为一个工程技术人员，了解和掌握自动控制 的有关知识是十分必要的。 自动控制技