MATLAB控制设计与分析实例:系统校正与响应可视化

DOCX格式 | 383KB | 更新于2024-08-04 | 16 浏览量 | 0 下载量 举报
收藏
在MATLAB中实现控制系统设计、校正与试验是控制理论与数值计算结合的重要实践。本文提供了一些关键步骤和示例代码来帮助理解如何利用MATLAB进行系统分析和调试。 首先,对于已知的二阶系统传递函数,其单位阶跃响应随阻尼比的变化是核心内容。代码演示了如何通过循环结构计算不同阻尼比(0, 0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 1.0, 2.0)下的响应曲线。`step`函数被用于计算系统响应,然后将这些曲线在同一图表上显示,通过`text`函数添加对应阻尼比的标签。图形展示阻尼比对系统动态性能的影响,例如快速衰减的高频特性随阻尼增加而提高。 第二个例子涉及单位负反馈系统的开环传递函数的动态性能分析。程序计算了上升时间(从0到稳态值的时间)、峰值时间(响应达到最大值的时间)、超调量(最大值与稳态值之差除以稳态值)和调整时间(从98%到99.9%稳态值所需的时间)。`step`函数用于获取系统响应,然后根据响应数据计算这些性能指标。 接着,针对高阶系统,你需要绘制闭环系统的零、极点图,以评估其稳定性。对于传递函数`G(s)`,使用`tf`函数定义,然后通过`feedback`函数引入负反馈,形成闭环系统。`zero`和`pole`函数可以分别用于绘制零点和极点分布,稳定性的判断通常基于极点在S平面的位置,如位于左半平面则系统稳定。 最后,根轨迹分析是研究系统参数变化对稳定性和性能影响的重要手段。对于高阶系统开环传递函数`H(s)`,通过`rlocus`函数绘制根轨迹图,找出不同K值下系统稳定的边界。根轨迹的形状可以帮助理解系统对K值的敏感性,确定使系统稳定的K的范围。 这些MATLAB代码示例涵盖了控制系统设计的基本流程,包括传递函数操作、动态性能分析、系统稳定性检查以及根轨迹分析。通过实践这些步骤,学习者可以加深对控制理论的理解,并提升MATLAB编程技能。实际操作时,务必确保正确设置参数和函数,以便得到准确的结果。

相关推荐

filetype
内容概要:这篇文档详尽介绍了现代电力系统三大计算,即潮流计算、短路计算和稳定计算的相关理论和方法,并针对电气工程专业的本科生提供了具体的MATLAB和PCAD编程实现指导。本书籍从基础概念、公式推导入手,逐步深入到各种类型的计算算法,如牛顿—拉夫逊法、P-Q解耦法及前推回推法潮流计算等,同时也讲解了如何应对电力系统故障和暂态稳定问题,最后还探讨了一些前沿问题,像电力系统电压调整计算和含新能源电力系统的潮流计算。此外,该书籍提供了丰富的附录资料及实际案例分析,辅助教学与自学。 适合人群:本书籍面向‘电气工程及其自动化’、‘智能电网信息工程’和‘电气工程与智能控制’专业的高年级本科生,尤其适合对该领域理论和技术有深入探究愿望的学习者及从事相关工作的研究人员。 使用场景及目标:①作为大学专业课程的学习参考资料,尤其是《电力系统综合实践》及相关课程;②提供理论依据与实践指南,指导电力工程技术人员解决现实中的问题;③协助科研工作者深入了解电力系统的运作机制及其优化措施。 其他说明:书籍内包含详细的程序流程图和大量算例解析,有助于读者掌握电力系统的各项技能。此外,还包括针对最新发展领域的介绍,例如风电场并入电网及经济调度计算。通过该书籍可以培养学生的计算编程能力和解决实际问题能力,并为未来职业发展奠定坚实基础。
4 浏览量