matlab课程设计格式模板.docx

1、matlab课程设计格式模板第一章 绪论MATLAB由一系列工具组成。这些工具方便用户使用MATLAB的函数和文件，其中许多工具采用的是图形用户界面。包括MATLAB桌面和命令窗口、历史命令窗口、编辑器和调试器、路径搜索和用于用户浏览帮助、工作空间、文件的浏览器。随着MATLAB的商业化以及软件本身的不断升级，MATLAB的用户界面也越来越精致，更加接近Windows的标准界面，人机交互性更强，操作更简单。而且新版本的MATLAB提供了完整的联机查询、帮助系统，极大的方便了用户的使用。简单的编程环境提供了比较完备的调试系统，程序不必经过编译就可以直接运行，而且能够及时地报告出现的错误及进行出错

2、原因分析。第二章 理论计算设计及结果2.1 确定原系统数学模型当开关S断开时，求原模拟电路的开环传递函数个G(s)电路图由三部分组成，如图1所示图1 系统电路图 计算过程：（1） 确定G1(s)=R=100KC=1uF所以G1(s) = = （2）= R1=100K, R2=50K, R3=50K所以 G2(s)= =1（3）= R4=100K = + R5=100K C=10uF=10-2 所以G3(s)= = G(s)=G1(s)G2(s)G3(s),所以G(s)= 2.2 确定原系统性能：c、(c)开环传递函数A(c)=10/c2c2+1=1 原系统达到幅值穿越频率时A()=1 A(c)

3、=10/c2c2+1=1 经计算由：c=3.1校正前系统的相位裕量为 =180。+(c)=180。-90。-arctan(c)将c=3.1代入式中得=17.9。 2.3 确定校正装置传递函数Gc(s)，并验算设计结果设超前校正装置的传递函数为：，1若校正后系统的截止频率c=m，原系统在c处的对数幅值为L(c)，则：由此得：=3.94由，得时间常数T为：将a=3.94，m=4.4带入得T=0.11447再将a=3.94，T=0.11447带入超前校正装置传递函数中得 =第三章 matlab仿真设计利用Matlab进行仿真设计（校正），就是借助MATLAB相关语句进行上述运算，完成以下任务：确定校

4、正装置；绘制校正前、后、校正装置对数频率特性；确定校正后性能指标。从而达到利用Matlab辅助分析设计的目的 单位反馈线性系统开环传递函数为： 要求系统在单位斜坡输入信号作用时，开环截止频率c4.4弧度/秒，相位裕量450，幅值裕量h10dB，利用Matlab进行串联超前校正。1、绘制原系统对数频率特性，并求原系统幅值穿越频率wcp（c）、相位穿越频率wcg、相位裕量Pm即(c)、幅值裕量Gm num=10;den=1,1,0;G=tf(num,den); %求原系统传递函数bode(G); %绘制原系统对数频率特性margin(G); %求原系统相位裕度、幅值裕度、截止频率Gm,Pm,wcg

5、,wcp=margin(G);grid; %绘制网格线 原系统伯德图如图2所示，其截止频率、相位裕量、幅值裕量由图中可见图2 校正前系统伯德图2、求校正装置Gc(s)（即Gc）传递函数L=20*log10(10/(4.4*sqrt(4.42+1); %求原系统在c=4.4处的对数幅值L a=10(-L/10); wc=4.4;T=1/(wc*sqrt(a); numc=a*T,1;denc=T,1;Gc=tf(numc,denc); 3、求校正后系统传递函数G(s)（即Ga）numa=conv(num,numc); dena=conv(den,denc);Ga=tf(numa,dena); 4

6、、求校正后系统对数频率特性，并与原系统及校正装置频率特性进行比较w=logspace(-1,2); bode(Ga); hold on; bode(G,:,w); hold on; bode(Gc,-.); grid; 校正前后伯德图如图3所示，校正装置参数a=3.9417，T=0.11447，校正装置传递函数为 图3 校正前、后、校正装置伯德图5、求校正后系统截止频率wcp、相位裕量Pm、幅值裕量Gm，程序如下： bode(Ga); margin(Ga); Gm,Pm,wcp=margin(Ga); grid;校正后系统的伯德图如图4所示，在图中可见其截止频率、相位裕量、幅值裕量，校正后的各

7、项指标都达要求。 图4第四章 Simulink仿真分析4.1 原系统单位阶跃响应原系统仿真模型如图5所示 图5系统运行后，其输出阶跃响应如图6所示 图64.2 校正后系统单位阶跃响应校正后系统仿真模型如图7所示 图7系统运行后，其输出阶跃响应如图8所示 图84.3 校正前后系统阶跃响应的比较 仿真模型如图9所示。 图9系统运行后，器输出阶跃响应如图10所示。 图10第五章 确定有源超前校正网络参数R、C值确定校正装置传递函数Gc(s),并验算设计结果：原得到超前校正前系统传递函数为Gc(s)= =校正后系统传递函数 G(s)= 其相位裕量 =180。+(c)= 180。+(arctan0.45

8、6*4.4 -90。-arctan4.4-arctan0.11447*4.4)=49.8。45。幅值裕量h=,系统的性能完全满足。又有a=1+ R2=50K,R3=50K,a=3.94 所以代入求得R=8.5K；又因为C=T/R T=0.11447, R=8.5K代入得C=13.46uF。五、校正装置的作用在确定了合理性能指标以后，就可以进行系统的初步设计，着手选择系统的执行元件测量元件和放大器等，这些是构成控制器的基本元件，它们连同被控对象，组成控制系统的基本部分。被控对象和控制装置的基本元部件确定以后，就可将系统组装起来。那么，这是得系统是否能够全面符合性能指标的要求呢？实践证明，一般不是

9、很理想的，这就需要在系统联式之前进行认真的分析计算。假使性能不佳，满足不了性能指标的要求，就要在容许范围内调整基本元件的某些特性和参数（最容易改变的是放大器的增益）。如果经过这样的调整仍然达不到性能指标的要求，就得在原系统的基础上采取另外一些措施，即对系统加以“校正”。所谓校正，就是给系统附加一些具有某种典型环节特性的点网络，模拟运算部件及测量装置等，靠这些环节的配置来有效地改善整个系统的性能，借以达到要求的指标。由此可见，要改善系统的性能，有两个途径，一条是调整参数，另一条就是增加校正环节。按照校正装置在系统在系统中的链接方式，控制系统校正方式可分为串联校正，反馈校正，前馈校正和符合校正四种

10、。总结本次课程设计我们用到了Matlab软件，并且学会了如何使用它，对我们以后的学习和工作是有很大帮助的。这次课程设计用到了很多方面的知识，有些知识只有在用到时才知道它的重要性，通过这次课程设计使我知道了学习要学的透彻，以及要经常地复习，这样才能最快的完成学习任务。做完本次课程设计，使我对自动控制技术有了更深刻的了解，以前在课本上有很多不明白的问题，在完成课程设计的时候有了很多的思路，帮助我记忆了知识，理论是一方面，实践看来也很重要，以后自己应该加强实践的训练。通过这次实践，找到了自己的不足，在以后的学习和生活中尽量的完善自己，认真复习和加强自己的实践能力，对每件事情都应尽可能的做到最好。致谢：在这次课程设计中我学到了很多关于自动控制的知识，更重要的是学会了相关软件的使用方法，在此真诚感谢老师的悉心指导与帮助。