MATLAB绘制控制系统图示与动态性能分析教程

在自动控制系统的设计与分析中，根轨迹图、奈奎斯特曲线、Bode图是三种非常重要的工具。此外，拉普拉斯变换是自动控制理论中分析系统动态特性的基础，而动态性能的计算则是控制系统设计不可或缺的一部分。本资源通过提供Matlab编程代码的方式，旨在帮助读者快速掌握如何利用Matlab软件绘制这些图形，并进行相关的系统分析。 1. 根轨迹图的绘制：根轨迹图是控制系统开环传递函数极点随增益变化的轨迹图。通过Matlab中的rlocus函数，可以轻松绘制根轨迹。代码编写时需要先定义系统的开环传递函数，然后调用rlocus函数进行绘图。 2. 奈奎斯特曲线的绘制：奈奎斯特曲线通过展示频率响应函数在复平面上的图形来反映系统的稳定性和频率特性。在Matlab中，nyquist函数用于绘制奈奎斯特曲线。用户需要定义系统的开环传递函数，并通过nyquist函数绘制出曲线。 3. Bode图的绘制：Bode图显示了系统增益和相位随频率变化的关系。Matlab中的bode函数可以用来绘制Bode图。同样地，首先需要定义系统的传递函数，然后调用bode函数进行绘图。 4. 拉普拉斯变换的计算：拉普拉斯变换是自动控制理论中的一个重要工具，它能够将时间域中的信号转换为复频域中的表达形式。Matlab的符号计算功能（如laplace函数）可以用来计算拉普拉斯变换。 5. 动态性能的计算：动态性能通常包括上升时间、峰值时间、调整时间、超调量等指标。在Matlab中，可以使用step函数等来计算系统的阶跃响应，进而分析这些性能指标。 文件Autoexam.m是与本资源相关的Matlab脚本文件，该文件可能包含了上述各种绘图和分析功能的具体Matlab代码实现，读者可以通过运行该脚本直接观察到绘图结果，并进行动态性能的计算分析。 通过学习和掌握这些Matlab绘图代码，读者能够更好地理解自动控制系统的稳定性分析、性能评估以及设计验证过程，为控制系统的设计和分析提供了强有力的支持。"