Matlab在自动控制中的应用-传递函数与控制系统解析

"该资源是关于自动控制工程原理的Matlab应用课件，重点讲解了与传递函数相关的Matlab操作，包括传递函数的卷积计算和系统反馈设计，以及使用Simulink进行建模。此外，还提供了相关教材和参考资料，并提到了课程的前后关联课程，强调了学习方法和作业考试的要求。内容涵盖了自动控制理论的基础概念，如自动控制系统的工作原理、开环与闭环控制、控制系统的组成、分类和基本要求，通过实例分析加深理解。" 在自动控制工程领域，传递函数是描述系统动态性能的重要工具。`num=conv(num1,num2)` 是Matlab中用于计算两个传递函数分子多项式的卷积，这在串联系统或者并联系统传递函数求解时非常有用。例如，当两个传递函数G1(s)和G2(s)的分子多项式分别是num1和num2时，它们串联后的传递函数G(s)的分子可以通过卷积得到。 `sys=feedback(g,h,sign)` 这一行代码在Matlab中表示的是系统反馈设计，`g`和`h`分别代表前向通道和反馈通道的传递函数，`sign`参数决定负反馈或正反馈。通过这个函数，可以构建一个包含负反馈的闭环控制系统模型，以分析系统的稳定性、响应速度等性能指标。 Simulink是Matlab的一个扩展工具，用于建立动态系统的可视化模型，特别适合于控制系统的设计和仿真。在Simulink环境中，可以通过构建模块图来表示传递函数，然后进行系统仿真，观察系统对不同输入的响应，帮助工程师理解和优化控制策略。 课程的前后关联课程包括高等数学、工程数学等基础课程，以及理论力学、机械设计、液压传动等与机械工程相关的课程，这些课程为理解控制理论打下基础。后续课程如现代控制理论和计算机控制系统则更深入地探讨控制系统的高级主题。 学习控制工程基础的方法建议包括复习和综合运用已学知识，注重解决实际问题，理解和掌握物理概念，多阅读参考书籍，并重视做练习题。章节内容包括自动控制理论的发展历程，控制系统的基本组成，如控制器、传感器、执行器等，以及开环与闭环控制的区别。通过实例分析，如离心式飞球调速器和恒温箱温度自动控制系统，帮助学生理解控制系统的实际工作原理和反馈控制的重要性。 自动控制系统的工作原理主要是通过测量受控对象的状态，与设定值（期望状态）进行比较，产生偏差，然后通过控制器计算出相应的纠正信号，最后由执行器作用于受控对象，减少或消除偏差，使得系统状态能够按照预期规律变化。这种反馈机制是保证系统稳定性和性能的关键。