Matlab在自动控制原理实验中的应用.pdf

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如)一怒=去Matlab在自动控制原理实验中的应用ApplicationofMatlabAutomaticControlTheoryE-Jl：[e-mail]实验安排结硕，韩光胜传统的自动控制原理实验一般采用自控实验箱，在实验箱面板上连接相应的典型环节，通过示波器观察系统的响应曲线。虽然这种方式可以在一定程度上提高学生的动手能力，加深对课堂所学内容的理解，但还存在着一些弊端：(1)学生只是依据给定的电路来连接，对于控制系统的参数不知如何调整，很容易造成硬件电路的损坏；(2)实验设备高度集成化，可扩展性差，可改参数有限，使得综合性和设计性的实验难以开展；(3)实验内容形式老化，不能达到实验要求和促进课程理论教学的目的。因此，结合Matlab软件进行仿真，能克服传统模拟实验的局限性，对自动控制理论课程学习有极大的促进作用[1。31。根据教学及实验大纲的要求，对于独立学院电子信息工程和通信工程专业的学生我们设置了经典控制理论的4个实验，它们分别为单位阶跃响应分析、系统的稳定性分析、系统的根轨迹及其性能分析、PID控制器设计及其参数整定沁引。这4个实验中包含了使用Matlab及其中的Simulink进行仿真部分，也含有模拟实验部分。下面对上述4个实验进行介绍。1．1单位系统的阶跃响应分析设二阶系统的闭环传递函数为令∞。=1，在Matlab中编程，获得当}分别为o、0．3、0．5、0．7和1时系统单位阶跃响应，如图1所示。通过仿真，要求学生研究≮对阶跃响应的影响以及读取系统动态性能指标。实验技术与管理(北京工业大学耿丹学院信息工程系，北京摘要：针对自动控制原理实验课时，分析了Matlab语言的特点及其功能强大的控制系统工具箱在自动控制领域的应用。提出了用该语言编制交互性能良好的模拟软件用来进行自动控制实验。实际应用结果表明，通过仿真与模拟实验结果的对比分析，不仅可以让学生发现模拟实验中存在的错误，锻炼学生分析、解决问题的能力，而且增强了学生的学习兴趣，为以后从事相关研究工作打下了基础。关键词：自动控制原理实验；Matlab；仿真Jie第29卷第2期2012年2月中图分类号：TP273；G434文献标志码：B文章编号：1002-4956(2012)02-0095-03Shuo，HanGuangshengInstitute，BeijingTechnology，Beijingexperiments；Matlab；simulation作者简介：结硕(1982一)，女(蒙古族)，内蒙古通辽，硕士，讲师，研究方向：控制理论与控翻工程．1t一---0：0．01：12；al=0；a2—0．3；a3—0．5；a4=0．7；a5—1；CNll一2034／TManagement101301)(InformationEngineeringDepartmentGengdanUniversity101301，China)Abstract：Forthelabhoursexperiments，thispowerfulcontrolsystemtoolboxdevelopsimulationsoftwarefordoingsimulatedautomaticexperi—ments．Actualapplicationresultsdemonstratethatonlyexistingmistakesanalogbefoundbystudents。andabilityanalyzeandsolveproblemsimproved，butalsolearningenhanced，andfoundationafterrelevantresearchworklaidmeansotanalysisexperimentresults．words：Automatic收稿日期：2011—04—13．I．．S．．．．S．．．N．．．．．．．．I．．0．．．．0．．．2．．．．--．．．．．．4．．．．9．．．5——6ExperimentalTechnologyV01．29No．2Feb．2012papersuggestsusinginterestsKeytoanotcancontrastare
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G∽一丽研者‰页可瓦干喾硫。在模拟电路中令R0step(Ill。[1，2*1．g-al，1])；holdstep(Ill，[1，2*1*a2，1])；holdstep(Ill，[1，2*1*a3，1])；holdstepC[1]，[1，2*1*a4，13)；holdstep([13，[1，2*1*a5，1])；grid1．2系统的稳定性分析将2个惯性环节和1个积分环节串联等效而成三阶控制系统，在实验中为了实现系统开环增益的线性