自动控制原理MATLAB仿真实验指导
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更新于2024-10-27
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"该资源是兰州理工大学自动化专业的自动控制原理课程上机作业,重点在于使用MATLAB软件进行系统分析和设计。实验内容涵盖线性系统的时域分析法、根轨迹法、频域分析法、线性系统的校正以及线性离散系统的分析与校正。学生需要掌握MATLAB的基本功能,包括数值运算、符号运算、程序设计和Simulink仿真。实验报告要求在特定时间内完成并提交。"
详细知识点解释:
1. MATLAB软件基础:学生需要自学MATLAB的基础知识,包括数值计算、符号计算、基本编程和图形界面操作。MATLAB是一款强大的数学计算软件,广泛应用于工程和科学领域,其Simulink模块则提供了系统建模和仿真功能。
2. 线性系统的时域分析法:这部分内容涉及系统动态性能的仿真。例如,学生需要分析P136.3-5系统的动态性能,比较有无闭环零点时的系统响应,理解闭环零点对系统性能的影响。此外,还需研究不同控制器如何改变系统性能,如在P136.3-9系统中的应用。
3. 根轨迹法:利用MATLAB绘制根轨迹,如完成P157.E4.5和P181.4-5-(3)等题目,以分析系统的稳定性。根轨迹法是研究系统动态特性的重要工具,它可以帮助确定系统在不同参数下的稳定边界。
4. 频域分析法:通过绘制频域特性曲线来评估系统的频率响应。学生需选择并解决本章作业中的两个问题,这有助于理解频率域内的增益和相位裕度对系统性能的影响。
5. 线性系统的校正:设计控制器以改善系统性能,至少解决两个第六章的作业问题。校正技术涉及超前滞后校正、PID校正等,通过单位阶跃响应分析控制器功能。
6. 线性离散系统的分析与校正:设计和验证最小拍系统(如P383.7-20)和控制器(如P385.7-25),理解离散时间系统的特性和校正策略。
7. 实验报告:实验完成后,学生需撰写并提交仿真实验报告,报告应包含实验目的、步骤、结果分析和结论,遵循特定的报告格式。
通过这些实验,学生能够深入理解自动控制原理,并熟练运用MATLAB进行系统建模、分析和设计,为未来在自动化领域的实践工作打下坚实基础。
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