控制系统仿真课程设计

控制系统数字仿真课程设计

1．课程设计应达到的目的

1、通过Matlab仿真熟悉课程设计的基本流程；

2、掌握控制系统的数学建模及传递函数的构造；

3、掌握控制系统性能的根轨迹分析；

4、学会分析系统的性能指标；

2．课程设计题目及要求

设计要求

1、进行系统总体设计，画出原理框图。（按给出的形式，自行构造数学模型，构造成1

个零点，三个极点的三阶系统，主导极点是一对共轭复根）

G（s）=10(s+2)/(s+1)(s2+2s+6)

2、构造系统传递函数，利用MATLAB绘画系统的开环和闭环零极点图；(分别得

到闭环和开环的零极点图)参考课本P149页例题4-30

clear;

num = [10,20];

den =[1 3 8 6];

pzmap(num,den)

3、利用MATLAB绘画根轨迹图，分析系统随着根轨迹增益变化的性能。并估算超

调量=16.3%时的K值（计算得到）。参考课本P149页例题4-31

clear

num=[10,20];

den=[1 3 8 6];

sys=tf(num,den);

rlocus(sys)

hold on

jjx(sys);

s=jjx(sys);

[k,Wcg]=imwk(sys)

set(findobj('marker','x'),'markersize',8,'linewidth',1.5,'Color','k'); set(findobj('marker','o'),'markersize',8,'linewidth',1.5,'Color','k'); function s=jjx(sys)

sys=tf(sys);

num=sys.num{1};

den=sys.den{1};

p=roots(den);

z=roots(num);

n=length(p);

m=length(z);

if n>m

s=(sum(p)-sum(z))/(n-m)

sd=[];

if nargout<1

for i=1:n-m

sd=[sd,s]

end

sysa=zpk([],sd,1);

hold on;

[r,k]=rlocus(sysa);

for i=1:n-m

plot(real(r(i,:)),imag(r(i,:)),'k:');

end

end

else

disp;

s=[];

end

function [k,wcg]=imwk(sys)

sys=tf(sys)

num=sys.num{1}

den=sys.den{1};

asys=allmargin(sys);

wcg=asys.GMFrequency;

k=asys. GainMargin;

4、编写M文件作出单位阶跃输入下的系统响应、分析系统单位阶跃响应的性能指

标；（以阶跃信号作为输入，利用函数得到系统的阶跃响应，并求出对应的性能指标，上升时间，峰值时间，超调量，调节时间，稳态误差（计算得到））参考自控课本P105页例题3-22

clear

num=[10,20];

den=conv([1 0],[1 2 6]);

sys=tf(num,den);

sys = feedback(sys,1);

[y,t] = step(sys);

plot(t,y)

ytr=find(y>=1)

rise_time=t(ytr(1))

[ymax,tp]=max(y);

peak_time=t(tp)

max_overshoot=ymax-1

s=length(t);

while y(s)>0.98 & y(s)<1.02

s=s-1;

end

setting_time=t(s+1)

plot(t,y,'k',t,ones(length(t),1),'k-.')

axis([0 10 0 2.2])

title('Plot of Unit-Step Response Curves','Position',[5 2.22],'FontSize',8)

xlabel('Time(sec)','Position',[9.8 -0.15],'FontSize',8) ylabel('Response','Position',[-0.25 1],'FontSize',8)

华侨大学厦门工学院

课程设计报告

题目：

专业、班级：

学生姓名：

学号：

指导教师：

分数:

2011年月日

课程设计报告要求：

一、目录（小四，宋体）

二、内容

1、设计任务目的（黑体，三号）

内容为小四，宋体

2、设计题目及要求（黑体，三号）

内容为小四，宋体；内容包括程序、仿真结果图及相关计算过程。

三、总结（黑体，三号）

包括课程设计过程中的学习体会与收获、对本次课程设计的认识等内容。

（内容为小四，宋体）

四、参考文献（黑体，三号）

内容为小四，宋体

五、致谢（黑体，三号）

内容为小四，宋体

注：1、所有段落行距为1.5倍间距，所有数字、英文用Times New Roman

2、提交的内容有（1）设计报告书（2）所有电子版的M文件，每人一个文档以班级为单位上交。

文章中图的格式：要居中放置

图4-1 直方图法（楷体，五号）

表格的格式：要居中放置表中内容为（宋体、五号）

表2-1标准遗传算法、进化规划、进化策略的异同点（楷体、五号）比较点标准遗传算法进化规划进化策略个体编码形式二进制实数浮点矢量