自动控制原理实验仿真实验系统设计.doc文档【45页完整版】

阶系统典型环节虚拟实验系统二阶系统瞬态回应虚拟实验系统系统校正虚拟实验系统采样系统虚拟实验系统典型非线性虚拟实验系统频率特性虚拟实验系统。

在完成软件仿真后，各自利用软件设计好硬件电路图，以备编写实验指导书之用，最后完成自动控制原理实验指导书的编写。

二〇〇年六月七日星期完成本课题的工作方案月日月日按照要求，查找文献，撰照要求，查找文献，撰写并提交开题报告月日月日学习软件和自动控制理论月日月日制定方案，编写程序，仿真及撰写实验指导书月日月日撰写论文月日月日完善修改论文月日月日准备答辩指导教师审阅完成自动控制原理实验指导书的编写。

特性虚拟实验系统。

在完成软件仿真后，各自利用软件设计好硬件电路图，以备编写实验指导书之用，最后部分内容简介作量比较大，但是是可行的。

完成本课题的分工情况我主要负责仿真设计和理论原理分析。

阶系统典型环节虚拟实验系统二阶系统瞬态回应虚拟实验系统系统校正虚拟实验系统采样系统虚拟实验系统典型非线性虚拟实验系统频率特性虚拟实验系统。

在完成软件仿真后，各自利用软件设计好硬件电路图，以备编写实验指导书之用，最后完成自动控制原理实验指导书的编写。

二〇〇年六月七日星期完成本课题的工作方案月日月日按照要求，查找文献，撰写并提交开题报告月日月日学习软件和自动控制理论月日月日制定方案，编写程序，仿真及撰写实验指导书月日月日撰写论文月日月日完善修改论文月日月日准备答辩指导教师审阅意见指导教师签字年月日说明本报告必须由承担毕业论文设计课题任务的学生在毕业论文设计正式开始的第周周五之前撰写完成，并交指导教师审阅。

二〇〇年六月七日星期西安邮电学院毕业设计论文成绩评定表学生姓名性别学号专业班级测控课题名称自动控制原理实验仿真实验系统设计课题类型教学实践难度般毕业设计论文时间年月日月日指导教师职称工程师课题任务完成情况论文千字设计计算说明书千字图纸张其它含附件指导教师意见分项得分开题调研论证分课题质量论文内容分创新分论文撰写规范分学习态度分外文翻译分指导教师审阅成绩指导教师签字年月日评阅教师意见分项得分选题分开题调研论证分课题质量论文内容分创新分论文撰写规范分外文翻译分评阅成绩评阅教师签字年月日二〇〇年六月七日星期验收小组意见分项得分准备情况分毕业设计论文质量分操作回答问题分验收成绩验收教师组长签字年月日答辩小组意见分项得分准备情况分陈述情况分回答问题分仪表分答辩成绩答辩小组组长签字年月日成绩计算方法填写本院系实用比例指导教师成绩评阅成绩验收成绩答辩成绩学生实得成绩百分制指导教师成绩评阅成绩验收成绩答辩成绩总评答辩委员会意毕业论文设计总评成绩等级二〇〇年六月七日星期见院系答辩委员会主任签字院系签章年月日备注西安邮电学院毕业论文设计成绩评定表二〇〇年六月七日星期摘要引言，典型环节模拟研究的分析及实现，控制系统的复域数学模型，控制系统中的典型环节运放的两个基本原理典型环节阶跃响应的实现典型环节瞬态响应和稳定性的分析及实现二阶典型系统的传递函数标准形式及分类系统的时域性能指标欠阻尼二阶系统的单位阶跃响应及动态性能指标计算典型环节瞬态响应和稳定性分析的实现系统校正的分析及实现，系统校正的基本概念系统校正的基本方法分类系统校正的实现二〇〇年六月七日星期控制系统频率响应的分析及实现频率特性的基本概念频率分析法的特点开环波特图的绘制对数频率特性采用对数坐标的优点频率特性的实现典型非线性环节的分析及实现非线性系统概述控制系统中的典型非线性特性非线性控制系统的特殊性典型非线性环节的实现采样系统的分析及实现采样控制系统概述采样系统的仿真实现致谢参考文献二〇〇年六月七日星期摘要近年来仿真软件在自动化与测控技术与仪器等专业得到了广泛的应用，由于传统实验室硬件设备老化磨损等问题对实验结果的影响很大，多数情况下我们并不能得到理想的结果，这对学生们在实验过程中验证各种原理及观察实验结果造成了很大的影响，基于此，我们利用仿真软件仿真出理想的实验结果，与实际实验过程的结果进行对比，帮助学生们进步理解所做实验的物理本质和理想情况下所得结果，这样即锻炼了学生们在实验过程中的动手能力，同时又方便学生检查。

与此同时，我们在原版自动控制原理指导书的基础上，改正了相关，并重新详细介绍实验原理，附上实验仿真结果及程序，方便日后学生对自动控制原理实验的进行。

是个高级的数学分析和运算软件，适合于各种复杂计算，而且还提供了强大的矩阵处理和绘图功能，而且里面有专门的控制工具箱，用其对控制系统分析非常方便。

利用控制系统工具箱提供的丰富的控制系统分析和绘图资源，对自动控制系统从时域频域进行稳定性分析，结果证明基于环境的自动控制系统稳定性分析相当简便结果准确可靠。

关键词自动化实验控制仿真Ⅰ二〇〇年六月七日星期的区域是线性范围，线性范围以外的区域是饱和区。

许多元件的运动范围由于受到能源功率等条件的限制，也都有饱和非线性特性。

有时，工程上还人为引入饱和非线性以限制超载。

死区非线性特性般的测量元件执行机构都存在不灵敏区。

例如些检测元件对于小于值的输入量不敏感些执行机构接收到的输入信号比较小时不会动作，只有在输入信号大到定程度以后才会有输出。

这种只有在输入量超过定值后才有输二〇〇年六月七日星期出的特性称为不灵敏区非线性特性，如图所示。

其中的区域叫做不灵敏区或死区。

继电非线性特性实际继电器的特性如图所示，输入和输出之间的关系不完全是单值的。

由于继电器吸合及释放状态下磁路的磁阻不同，吸合与释放电流是不同的。

因此，继电器的特性有个滞缓。

这种特性称为具有滞环的三位置继电特性。

间隙非线性特性间隙非线性特性的特点是当输入量的变化方向改变时，输出量保持不变，直到输出量的变化超出定数值间隙后，输出量才跟着变化。

机械传动般都有间隙存在。

齿轮传动中的间隙是最明显的例子。

间隙非线性特性如图所示。

非线性控制系统的特殊性与线性系统相比，非线性系统有着本质的不同和许多特殊的运动形式，主要表现在下述几个方面。

叠加原理不能应用于非线性控制系统对于线性系统，如果系统对输入的回应为，对输入的回应为，则在信号的作用下，为常量，系统的输出为这便是叠加原理。

但在非线性系统中，这种关系不成立。

在线性系统中，般可采用传递函数频率特性根轨迹等概念。

同时，由于线性系统的运动特征与输入的幅值系统的初始状态无关，故通常是在典型输入函数和零初始条件下进行研究的。

然而，在非线性系统中，由于叠加原理不成立，不能应用上述方法。

对正弦输入信号的回应在线性系统中，当输入是正弦信号时，系统的稳态输出是相同频率的正弦信号。

系统的稳态输出和输入仅在幅值和相角上不相同。

利用这特性，可以引入频率特性的概念来描述系统的动态特性。

非线性系统对正弦输出信号的回应比较复杂，其稳态输出除了包含与输入频率相同的信号外，还可能有与输入频率成整数倍高次谐波分量。

因此，频率法不能适用于非线性系统。

稳定性问题线性系统若稳定，则无论它受多大的扰动，扰动消失后系统定会回到唯的平二〇〇年六月七日星期衡点原点。

而非线性系统的平衡点可能不止个，因此不存在系统是否稳定的笼统概念，个非线性系统在些平衡状态可能是稳定的，在另外些平衡状态可能是不稳定的。

在线性系统中，系统的稳定性只与系统的结构和参数有关，而与外作用及初始条件无关。

非线性系统的稳定性除了与系统的结构参数有关以外，还与外作用及初始条件有关。

自持振荡问题描述线性系统的微分方程可能有个周期运动解，但这周期运动实际上不能保持下去。

例如，二阶无阻尼系统的自由运动解是。

这里取决于系统的结构参数，振幅和相位取决于初始状态。

旦系统受到扰动，和的值都会改变。

因此，这种周期运动是不稳定的。

非线性系统，即使在没有输入作用的情况下，系统有可能产生定频率和振幅的周期运动，并且受到扰动作用后，运动扔保持原来的频率和振幅。

亦即这种周期运动具有稳定性。

非线性系统出现的这种稳定周期运动称为自持振荡，简称自振。

自振是非线性系统特有的运动现象，是非线性控制理论研究的重要问题。

典型非线性环节的实现由于在软件中，中包含各种典型线性和非线性模块库，以及各种信号源示波器和数据输入输出接口，根据设计和分析的需要，可以在建立系统模型及相关的示波器，设置好参数后进行仿真，可直接得到输出结果。

也可通过建立函数，来实现典型非线性环节的。

各个环节程序如下所示饱和非线性死区非线性，二〇〇年六月七日星期滞环特性中各典型非线性环节如图示二〇〇年六月七日星期以上四个环节在中都可以通过双击改变参数，得到需要的典型非线性环节。

图二〇〇年六月七日星期采样系统的分析及实现采样控制系统概述如果控制系统中有处或有几处是信号是串脉冲