安徽建筑工业学院
毕 业 设 计 (论 文)
课 题 MATLAB在自动控制原理中的应用
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毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日 期：
使用授权说明
本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名： 日 期：
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目录
摘 要 .............................................................. 4 第1章绪论 .......................................................... 5
1．1研究目的 .................................................... 5 1．2相关研究现状 ................................................ 5 1．3研究方法 .................................................... 5 1．4本次设计的主要内容以及目前学术届近一步研究的趋势 ............ 7
1. 4. 1本次设计的主要内容 ................................... 7 1. 4. 2目前学术界近一步研究的趋势 ........................... 7
第2章开发工具 ...................................................... 9
2．1 MATLAB编程语言发展历程及特点 ............................... 9 2．2 MATLAB系统构成 ............................................ 10 2．3 MATLAB的GUI设计 .......................................... 11 2．4本章小结 ................................................... 12 第3章控制系统性能指标及校正装置分类 ............................... 13
3．1控制系统的性能指标 ......................................... 13 3. 2控制系统校正的分类 ......................................... 15 3．3本章小结 ................................................... 17 第4章基于频率法的控制系统的校正设计 ............................... 18
4．1基于频率法的串联超前校正 ................................... 18
4．1．1 串联超前校正网络设计的算法步骤 ...................... 18 4．1．2 超前校正装置的评价 ................................. 19 4．2基于频率法的串联滞后校正 ................................... 19
4．2．1串联滞后校正网络设计的算法步骤 ...................... 20 4. 2. 2滞后校正装置的评价 .................................. 20 4．3基于频率法的串联超前滞后校正 ............................... 20
4．3．1串联超前滞后校正网络设计的算法步骤 .................. 21 4．3．2滞后超前校正装置的评价 .............................. 21 4. 4三种校正方法的效果对比 ..................................... 22 4．5本章小结 ................................................... 22 第5章控制系统的仿真与校正对比分析 ................................. 23
5．1程序方式 ................................................... 23
5. 1. 1控制系统校正前的性能指标 ............................ 23 5. 1. 2校正装置的设计过程及其性能指标的仿真 ................ 29 5. 1. 3控制系统校正后的性能指标 ............................ 31 5．2Multisim电路设计仿真方式 ................................... 39 第6章设计总结 ..................................................... 42
6. 1总结 ...................................................... 42 6. 2心得 ...................................................... 42 附英文文献： ....................................................... 44
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摘 要
本论文主要研究如何根据用户要求的性能指标进行自动控制系统的串联校正设计，而此设计又具有很重要的现实意义。对于给定的线性定常系统，我们通常通过加入串联超前、滞后或超前滞后综合校正装置，以达到提高系统的精度和稳定性的目的。本文将给出基于频率特性法串联校正的具体设计方法，同时对该课题中的控制系统模型进行仿真。本设计可实现如下功能：对一个线性定常系统，根据需求的性能指标，通过本设计可给出系统的串联校正网络，从绘制出的各种响应曲线可以直观地将校正前后的系统进行比较，而仿真实例结果也进一步表明了此设计方法有效性和实用性。
关键词：串联校正；根轨迹；频率特性法；MATLAB
Abstract
In this paper we will discuss how to design a cascade compensator according to the users’requirements for automatic Control System，which is of a very important practical significance．For a given linear regular system，we usually contacted a cascade lead，a cascade lag or a cascade lead—lag compensator in the purpose of greater precision and stability of the system．What will be also given in this paper is the specific design methodology，which is based on the frequency characteristics method ．At the same time， we will visualize the model of the Control System in this paper．The design can achieve the following functions：Our demands for a linear regular system will be realized by inputting them through the interface．Then we can obviously see the two response curves in comparison．The simulation results of the examples demonstrated the effectiveness and the relevance of the design methodology．
Key Words：Cascade compensation Root-locus Frequency characteristics MATLAB
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