时域分析方法的计算机辅助设计-毕业设计.docx

时域分析方法的计算机辅助设计

院系: 机电与自动化学院
专业班级:电气工程及其自动化
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目录
摘要………………………………………………………………………………I
Abstract…………………………………………………………………………II
绪论………………………………………………………………………………1
1 基于MATLAB的线性系统的时域分析及仿真………………………………3
基础理论概述………………………………………………………………3
时域分析法的简述………………………………………………………3
控制系统的动态性能指标……………………………………………………3
一阶系统的时间响应及动态性能分析……………………………………4
一阶系统的数学模型及单位阶跃响应……………………………………4
一阶系统的动态性能分析………………………………………………5
系统仿真及结果…………………………………………………………5
二阶系统的时间响应及动态性能分析……………………………………6
二阶系统的数学模型及单位阶跃响应……………………………………6
过阻尼二阶系统动态性能指标分析………………………………………7
欠阻尼二阶系统动态性能指标分析………………………………………9
仿真验证……………………………………………………………………11
2 系统的稳定性分析及其稳态误差计算………………………………………18
系统稳定性概念………………………………………………………………18
仿真验证………………………………………………………………………19
稳定误差分析…………………………………………………………………20
误差与稳态误差……………………………………………………………20
稳态误差的计算……………………………………………………………21
3 二阶系统的Matlab实验设计及仿真…………………………………………23
实验方案及其简要步骤………………………………………………………23
实验数学模型…………………………………………………………………23
实验结果………………………………………………………………………26
实验箱仿真结果……………………………………………………………26
计算机仿真结果……………………………………………………………28
结论…………………………………………………………………………………29
致谢…………………………………………………………………………………30
参考文献……………………………………………………………………………31
附录…………………………………………………………………………………32
摘要
随着时代的进步和科技的发展,自动控制技术在航天与航空工业、电力工业,原子能工业等领域中的应用越来越广泛。同样,自动控制技术将在未来拥有更重要的地位。时域分析法是一种最基本的分析方法,可以直接在时间域中对系统进行分析校正,直观准确,可以直观的表达出时域特性,是学习频域法,复域法的基础。它是根据系统微分方程,且以拉氏变换为工具,直接求出系统时间响应,然后按照响应曲线来分析系统的性能。
论文对时域分析法的基本定义、意义及其系统性能指标进行了归纳总结,分析研究了一阶、二阶的时域响应特性及动态性能,同时利用MATLAB软件及软件中的Simulink来实现自动控制系统时域的分析。本篇论文介绍了利用MATLAB软件对自动控制系统进行线性系统分析和时域分析及仿真的方法,通过直观的分析和仿真达到自动控制系统的优化。在理论分析的初始阶段,通过一些推导的计算,从而得出了系统的性能指标包括超调量、峰值时间、稳定值和上升时间的这些理论值,然后再通过系统模块设计与仿真,从而得出相关参数与系统时域响应之间的关系。
关键词:自动控制系统时域分析 MATLAB 仿真动态性能

Abstract
With the development of scientific and technological progress,Automatic control technology applications in the aerospace, power industry, the field of atomic energy industry and other