1、正系统的开环增益为任何数值时，瞬态性能都不能符合设计要求，则需设计校正装置使系统的瞬态性能满足设计要求并检验系统的稳态性能，或先使系统的稳态性能满足设计要求，设计出校正装置后，再检验闭环主导极点是否满足主导条件。通过串联校正后，最终使系统的瞬态性能和稳态性能都能满足设计要求。功能介绍及设计步骤根据根轨迹模块的设计目标设计出如图所示的总体框图图模块设计总体框图绘制根轨迹按钮的实现在中，提供了求系统根轨迹的函数，其函数命令调用格式为。函数命令用来绘制的对象的根轨迹图。给定前向通道传递函数，反馈通道为的受控对象其增益取值为∞。利用提供的函数，可以通过系统的开环传递函数绘制其闭环的根轨迹图。其基本调用格式为,其中是系统的开环传递函数描述，是系统增益向量，也可以缺省并使用提供的向量是返回的根轨迹数据。如果不设返回值，就自动绘制系统的闭环传递函数的根轨迹。例如，本模块中提供的参数如下被控对象所以反馈通道所以控制器所以点击绘制根轨迹按钮，绘制出如图所示的根轨迹根轨迹分析绘制根轨迹图根轨迹法进行串联校正求系统传递函数几何法超前校正最大法超前校正滞后校正解析法超前校正图系统生产得根轨迹根轨迹法对系统进行串联校正的实现本模块采用了几何法超前校正最大法超前校正滞后校正以及解析法超前校正对系统进行校正。其模块框图见图图串联校正的模块框图下面我以几何法超前校正对系统的校正为例，具体说明这个校正方法及其实现步骤。其它三种校正方法与几何法超前校正方法类似，在此就不具体介绍了。几何法超前校正按钮的模块框图图几何超前校正模块框图几何法。
2、判断系统是否稳定。由于此模型既可在开环图下运行，又可以在闭环图下运行，所以用户在使用时，必须对其进行选择，否则，将会显示请在参数框中选择参数的提示语,见图图速度控制系统模型主界面开环图速度控制系统模型主界面没有选择在上述两个模型中，在仿真的模块实现中，我们将与系统方块图中相对应的中的模块组合起来，并以创建子模块的形式将其中的主体模块封装到个子模块当中，用户可以通过双击子模块的方式来获取内部模块的具体信息。速度控制系统模型的主要按钮程序的流程图本模型中因为多了按钮，所以按钮下的程序实现就有了变化，是个单选按纽，用户可根据实际情况对其进行选择，现将其中个按钮下的流程图展现如下其他按钮与其相仿系统方块图注闭环与开环句柄值不可能同时为，因为已在程序中设计它们为互斥按钮。图按钮下的流程图根轨迹模块实现及实验报告生成模块的设计根轨迹模块的实现根轨迹设计原理根轨迹法是种求系统闭环极点的图解方法，即根椐系统开环极点和零点，研究系统个或几个参数的变化时，系统闭环极点分布变化的趋势，可用于分析系统，而且是改善系统性能的有效途径。对于图的闭环系统图闭环系统图其特征方程为，对于满足此方程的所有的值都是闭环的极点,且满足的指数方程，可将此指数方程变换为幅值条件相角条件对于满足幅值条件和相角条件的值，就是给定参数的闭环极点，也即为根轨迹上的点。对于开环系统中的增益，当由变化到无穷大时，在平面上满足幅角条件的点所构成的图形就是根轨迹图。在根轨迹上的每点对应于个闭环极点，每个闭环极点对应个参数，并可以利用幅值条件确定该点对应的。
3、方便的。现在，借助强大的科学运算功能灵活的仿真功能便捷的编程功能和高质量的绘图功能，以及丰富详尽的控制工具箱，可以用图形显示和动画显示的方式使教师和学生具体地掌握控制理论中的抽象结论，并可以随意改变系统参数，观察系统的性能指标的变化，从而对控制理论有个更深刻的理解，并激发学习者的开拓意识和创新精神。目前高校中现成的基于的控制理论课程的教学辅助系统几乎是风毛麟角，即使有，也是功能十分简单的仿真分析系统，没有实现真正意义上的辅助教学。我们拟开发这样个辅助教学系统，具有良好的人机交互界面，方便的系统仿真功能，灵活的系统参数设置功能，强大的图形显示输出功能，同时控制算法可以自行编制。简介及其在控制系统中的运用语言是当今国际上科学界尤其是自动控制领域最具影响力也是最具有活力的软件。它起源于矩阵运算，并已经发展成种高的度集成的计算机语言。其开发的环境功能极强的矩阵运算图形绘制数据处理各种工具箱以及象草稿纸样的工作空间等许多优点，使其提供了强大的科学运算灵活的程序高质量的图形可视化与界面设计便捷的与其它程序和语言接口功能。作为个专业的科学计算软件，的功能首先在应用，即应用现有函数和工具箱解决具体问题。的配套工具箱尤其值得提，这些工具箱将流专家学者的理论和经验与高技术计算环境的内在效力及灵活性有机地集成为体。用户不仅可快速获得特定问题的准确答案，而且能随时对各类计算或测试数据进行可视化处理。此外，还有个功能强大的可视化的交互环境的工具，用于模拟非线性动态系统。提供了个用于创建动态系统对角模块的图形用户界面，使用框图式动态系统。
4、。设系统的开环传递函数为，由幅值和相角条件得出其中，角是平面上任点到闭环零点与正实轴的夹角角是平面上任意点到闭环零点的夹角。设计思想及目标在实际工程中，个控制系统的被控对象常常是已知的，其性能指标也是预先给定的，要求设计者选择合适的结构和参数，使控制器与被控对象能组成个其性能指标能满足要求的系统，这类问题是控制系统的综合问题，而系统综合的目的是在原控制系统中引入合适的附加装置，使原有系统的性能缺点得到校正，从而满足工程要求的性能指标。而引入的附加装置即为校正装置，所以对控制系统进行串连校正实质上是选择合适的校正装置对系统进行校正，使系统的性能附合设计的性能指标用根轨迹法对控制系统进行串连校正，即是根据已选定的串连校正方法，按照定规律确定出校正装置的参数，进而绘制出校正后系统的根轨迹图，并估计是否满足设计要求。如果认为可以满足设计要求，再对系统进行分析检验，如果符合了系统规定的性能指标，则设计结束。如果不符合，通过调整校正装置参数对系统进行再次校正，直到满足规定的性能指标为止。或者从给定的性能指标出发，并结合系统的限制条件，应用现代控制理论得方法进行系统校正串连校正结构图如图所示图串连校正结构图本模块系统的性能指标是以最大过调量调整时间和稳态误差系数的形式给出的，用根轨迹法对系统进行串联校正，首先是使瞬态性能指标满足设计要求，确定出闭环主导极点在平面上的位置。在设计系统时，如果未校正系统的开环增益为数值时，瞬态性能符合设计要求，则设计校正装置使系统稳态误差满足设计要求如果未校。
5、有如下的功能系统输入形式多样化输入模型既可以是多项式形式，又可以是零极点形式，或状态空间表达式的形式，只需通过按钮进行选择。绘图功能能准确地绘制出系统的图图根轨迹图及系统任意输入下的响应曲线。分析功能根据各种分析需要求出系统的超调量调节时间等各种时域性能指标或幅值裕度相位裕度等频域性能指标。校正器设计对需要校正的系统进行串联校正器的计算机辅助设计，并绘制出校正前后系统的图单位阶跃响应曲线图，根轨迹图以及阶跃响应曲线图等图形，显示校正前后系统的时域频域性能指标，便于设计者进行比较分析。美观操作简便本文所研制的基于的控制系统分析与设计软件包具有程序风格，人观简洁，操作简单，易于应用。总体设计框图按照上述设计思想和满足自动相应的全局变量，以便接收用户在界面上输入的参数。在各个按钮下添加完成相应功能的代码。在添加完毕后，运行调试直到成功。最后得速度控制系统模型的窗口如下图所示图速度控制系统模型主界面闭环速度控制系统模型界面的左上角是用户输入参数框，在这个参数框中包括退出实验结果仿真阶跃响应曲线方框图化简系统方块图系统微分方程速度模型窗口系统输入参数开闭环供用户选择的按钮，这是由于该系统既可在开环下运行，又可在闭环下运行。右上角是模型图，右下角为功能实现按钮，用户可在此处了解描述系统物理规律的微分方程系统的方块图，并能得出与输入参数相对应的传递函数。另外，通过仿真和系统的阶跃响应图本模型由于未对电动机里的系数进行合理的设值，所以不能确定传递函数的具体形式，从而未画相应的阶跃相应图。可以直观的看到阶跃输入与输出的关系以及。
6、系统的计算机辅助设计。自从与年诞生以来，这切都发生了改变。我们知道自动控制原理与系统是自动化机电体化等专业教学中重要的专业课，特别是在信息时代，自动化技术是个最为活跃的推动力，特别是控制理论目前已经发展到个新阶段智能控制理论和大系统理论，使得控制理论贯穿与整个社会的各个领域，从自然科学领域到社会科学领域，都可见到控制的踪迹。但是，由于自动控制原理又是门理论性极强的课程，对学生的数学功底特别是积分变换理论和矩阵理论要求很，课程中的很多结论非常抽象。比如稳定性分析时域频域分析根轨迹图波特图乃氏图尼氏图等。而且实验课是自动控制原理整个教学过程中不可缺少的重要组成部分，对于初学自动控制理论课的学生来说由于时间和专业知识的限制，直接利用语言编程进行控制系统分析是极不方便的。现在，借助强大的科学运算功能灵活的仿真功能便捷的编程功能和高质量的绘图功能，以及丰富详尽的控制工具箱，可以用图形显示和动画显示的方式使教师和学生具体地掌握控制理论中的抽象结论，并可以随意改变系统参数，观察系统的性能指标的变化，从而对控制理论有个更深刻的理解，并激发学习者的开拓意识和创新精神。目前高校中现成的基于的控制理论课程的教学辅助系统几乎是风毛麟角，即使有，也是功能十分简单的仿真分析系统，没有实现真正意义上的辅助教学。我们拟开发这样个辅助教学系统，具有良好的人机交互界面，方便的系统仿真功能，灵活的系统参数设置功能，强大的图形显示输出功能，同时控制算法可以自行编制。简介及其在控制系统中的运用语言是当今国际上科学界尤其是自动控制领域最具影响力也是最具。
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基于MATLAB的虚拟实验系统的设计