自动控制原理课程设计任务与MATLAB仿真

"自动控制原理课程设计任务书是针对航空航天学院2016年的一份教学文档，旨在让学生通过课程设计提升综合分析、问题解决、MATLAB应用、文献检索等能力。设计任务涵盖了多个控制系统的分析与校正实验，包括频率响应控制、PID控制以及不同类型的控制系统校正。实验中使用了MATLAB Simulink软件进行仿真，并介绍了倒立摆系统作为典型控制对象的研究价值。" 在自动控制原理课程设计中，学生需要达到以下目标： 1. 设计目的： - 培养学生的综合分析能力和问题解决技巧。 - 学习如何利用MATLAB和Simulink解决控制理论和实际工程问题。 - 提升课程设计报告的撰写质量。 - 锻炼文献检索和信息获取的能力。 2. 设计要求： - 熟练掌握MATLAB语言和Simulink仿真环境。 - 在时域内分析控制系统的性能，包括系统响应、性能指标计算、零极点对系统性能的影响，以及稳定性的分析。 - 进行根轨迹分析，涉及多回路系统、零度根轨迹、纯延迟系统以及根轨迹对系统稳定性的影响。 - 在频域内分析系统，绘制Bode图和Nyquist图，应用稳定性判据，并研究系统的频域响应。 - 掌握控制系统的校正技术，包括根轨迹法的超前、频域法的超前和滞后校正，以及校正前后性能的比较。 3. 设计题目： - 题目1：直线一级倒立摆的频率响应控制实验，使用MATLAB Simulink进行仿真，倒立摆系统作为非线性、多变量、强耦合的不稳定系统，是控制理论研究的理想模型。 - 其他题目涉及不同的PID控制和控制系统校正实验，旨在深化对控制理论的理解和应用。 通过这样的课程设计，学生不仅能够深入理解控制系统的理论知识，还能通过实践操作提高动手能力和工程应用技能，为未来在自动化、机器人技术等领域的工作奠定坚实的基础。同时，倒立摆系统的控制问题研究也反映了控制理论在复杂系统中的实际应用，有助于推动新控制方法的发展和验证。