基于Matlab的自动控制系统设计与校正
MATLAB在控制系统校正中的应用
MATLAB在控制系统校正中的应用摘要：随着时代进步和人们生活水平的提高，在人类探索未来、认识和改造自然的过程中，自动控制理论和技术必将发挥极其重要的作用。
然而，当对控制系统进行校正时，MATLAB语言能够有效、快速的实现系统校正的仿真，所以只有把MATLAB与自动控制系统结合起来才能发挥起巨大的作用。
本文对MATLAB 软件作了简要的介绍，总结了控制系统校正的主要方法，最后结合具体的例子，给出了利用MATLAB 设计出不同的控制器的方法。
关键词：MATLAB; 控制系统校正1.MATLAB 简介MATLAB 是集数值计算、符号运算及图形处理等强大功能于一体的科学计算语言。
作为强大的科学计算平台，它几乎能够满足所有的计算需求。
MATLAB 对许多专门的领域都开发了功能强大的模块集或工具箱，用户可以直接使用工具箱学习、应用和评估不同的方法而不需要自己编写代码。
目前，MATLAB 已经把工具箱延伸到了科学研究和工程应用的诸多领域，诸如数据采集、数据库接口、概率统计、样条拟合、控制系统设计、LMI 控制、鲁棒控制等。
由于MATLAB 语言在各方面的强大功能，目前它已作为工程和科学教育界的一种行业标准。
2. 控制系统的校正控制系统的校正问题，是自动控制系统设计理论的重要分支，也是具有实用意义的一种改善系统性能的手段与方法。
系统的设计问题，就是事先考虑了控制的作用，将控制对象与控制器进行一体化的设计[1]。
根据被控对象及其技术要求，设计控制器需要考虑多方面的问题，除了保证良好的控制性能之外，还要照顾到工艺性、经济性；同时使用寿命、容许的体积与重量、管理与维护的方便等也不容忽视。
在设计手段上，除了必要的理论计算之外，还需要配合一些局部和整体的模拟实验和数字仿真[2]。
因此，要达到比较满意的设计，需要综合多方面的知识和依赖长期实践的积累。
系统的校正问题，是一种原理性的局部设计。
通常是在对象、执行机构和测量元件等主要部件已经确定的条件下，设计校正装置的传递函数和调整系统放大系数[3]，使系统的动态性能指标满足一定的要求。
自动化综合设计——基于Matlab仿真实验实现系统校正环节的设计
·自动化专业综合设计报告一、 设计目的：通过实验设计熟练掌握Matlab 与Simulink 的编程与仿真功能，提高自身的动手能力。
设单位负反馈系统的开环输出为:)12.0)(11.0()(++=S S S Ko s G 用相应的频率校正法对系统进行校正设计，是系统的性能指标达到：1. 相角裕度 r ≥45°2. 在单位斜坡输入下的稳态误差 e ss <0.053. 系统的w c <3rad/s二、 设计要求：要求：1. 手工进行计算，设计校正方法，选择合适的校正装置2. 利用 Matlab 编程实现设计，并提供仿真结果3. 利用Simulink 进行仿真实现单位阶跃响应三、 设计内容：设单位负反馈系统的开环输出为:)12.0)(11.0()(++=S S S Ko s G用相应的频率校正法对系统进行校正设计，是系统的性能指标达到：4. 相角裕度 r ≥45°5. 在单位斜坡输入下的稳态误差 e ss <0.056. 系统的w c <3rad/s要求：4. 手工计算，设计校正方法5. 利用 Matlab 编程实现设计，仿真结果6. 利用Simulink 进行仿真实现单位阶跃响应1、手工设计：解：（1）由系统在单位斜坡输入下的稳态误差ess<0.05可得：速度误差系数Kv=0lim→S it S*G(S)=Ko>05.01=20 故可取Ko=25；计算原系统的相角裕度)(w ϕ和截止频率Wc0：由)(w A =22)2.0(1)1.0(125w w w ++=1可得 Wc0=9；由w w w o2.0arctan 1.0arctan 90)(--=ϕ当Wc0=9时；o o w 9.12)(-=γ 显然此时超前校正已经不能使系统满足要求了，必须使用滞后校正先将系统的相角裕度满足要求。
相角裕度要求o45>γ，加上滞后装置o 6的估值，则要求原系统相角裕度为o o o w 51645)('=+=γ，即o o w w w 512.0arctan 1.0arctan 90)(=--=ϕ可解得Wc1=2.37;取Wc=2.3；由0lg 20)(=+b Wc L ；0lg 203.225lg20=+b ； 092.0253.2==b ； Wc bT 1.01=； T=47； 滞后环节为：s s Ts bTs s Gc 4713.4111)(++=++=相角裕度：oo o Wc Wc Wc Wc Wc 4511.472.0h 4b ?Wc=2.3<3rad/s均满足设计要求，校正之后的传递函数为：)2.01)(1.01)(471()3.41(25)(s s s s s s G ++++=2、Matlab 实验程序：num0=25; %初始化w1=3;r=45;ee=6;pm=r+ee;den0=conv([1 0],conv([0.1 1],[0.2 1])); %输入函数G=tf(num0,den0);[gm1,pm1,wcg1,wcp1]=margin(num0,den0); %原系统的相角裕度pm1，截止频率wcp1for w=wcp1:-0.01:0 %计算原系统中满足γ的截止频率wc 的值gamma=pi/2-atan(0.1*w)-atan(0.2*w);ga=gamma*180/pi;if (ga>pm)wc0=w;break ;endendif (wc0<w1) ; %限制wc 的值使其满足小于3的要求 elseif (wc0>=w1)wc0=w1;endx=wc0;for wc0=x:-0.01:0 %计算校正装置的参数b、T以及验算校正后系统的相角裕度if(wc0<5)b=1/num0*wc0;elseif(wc0<wcp1)b=0.1*wc0^2/num0;endT=10/b/wc0;num2=[b*T 1];den2=[T 1];Gc=tf(num2,den2);[num,den]=series(num0,den0,num2,den2);[gm2,pm2,wcg2,wcp2]=margin(num,den);if(pm2>r);break;endendw=logspace(-3,1);subplot(2,1,1);[mag,phase]=bode(num,den,w); %校正后的Gc*G[mag1,phase1]=bode(num0,den0,w); %初始传函：G[mag2,phase2]=bode(num2,den2,w); %滞后校正装置:Gcsemilogx(w,20*log10(mag),w,20*log10(mag1),'*',w,20*log10(mag2),'-' );ylabel('·幅值(dB)');title('原系统*G，滞后环节Gc，校正后-GGc')xlabel('频率(rad/s)');grid on;subplot(2,1,2);semilogx(w,phase,w,phase1,'*',w,phase2,'-',w,(w-180-w),':');ylabel('相角（度）');xlabel('频率(rad/s)');title('原系统*G，滞后环节Gc，校正后-GGc ')grid on;G %原系统的传递函数Gc %校正系统的传递函数GS=tf(num,den) %校正后系统的传递函数pm2 %校正后系统的相角裕度wcp2 %校正后系统的截止频率3、利用Simulink进行仿真：仿真系统的连接图：在输入端施加阶跃信号，通过Scope检测未加校正环节系统的阶跃响应曲线；通过Scope1来检测加入校正环节后系统的阶跃响应曲线。
第6章 基于MATLAB的控制系统校正 [基于MATLAB的控制系统仿真及应用]
![第6章 基于MATLAB的控制系统校正 [基于MATLAB的控制系统仿真及应用]](https://img.taocdn.com/s3/m/06b2839d2cc58bd63086bd31.png)
打开SISO设计工具窗口
• SISO设计工具的打开方式有很多，主要有以 下两种方法：
(1)在MATLAB命令窗口中输入：
>> sisotool 运行后打开SISO设计工具。 (2)在MATLAB命令窗口中输入：
>> G=tf([1],[1 1 0]);
>> sisotool(G)
运行后，即导入函数
10
传递函数为 ，要 G0(s)
s(s
K 1)(0.5s
1)
求： Kv 5 ；y 40o ；Kg 10dB ,试确定滞
后校正参数a,T
5
6.4 SISO设计工具
• SISO设计工具（SISO Design Tool）是MATLAB提供的能够分析及调 整单输入单输出反馈控制系统的图形用户界面。使用SISO设计工具可 以设计四种类型的反馈系统，如图6.4.1所示。图中C(s)为校正装置的 数学模型；G(s)为被控对象的数学模型；H(s)为传感器（反馈环节）的 数学模型；F(s)为滤波器的数学模型。
,其中a、t可调节
r (t )
Gc (s)
G(s) u (t )
H (s)
图6.3.1 滞后校正示意图
4
【例6.3.1】设单位负反馈系统的开
环传递函数为
G(s)
s(s
10 1)( s
2) ，试设
计一滞后校正系统，使得校正后的
系统相位裕度不小于40°，幅值裕
பைடு நூலகம்
度不低于10 dB。
【例6.3.2】控制系统不可变部分的
G(s)
1 s2
s
的数据
8
系统数据的导入
MATLAB的控制系统校正实验
实验四基于MATLAB的控制系统校正实验一、实验目的1.熟悉并掌握MATLAB的使用2.掌握用MATLAB实现频率法的串联校正验证3.用MATLAB程序解决一般性设计问题二、实验内容1.录入并执行教材6.7三个程序并得出结果并比较2.通过6.7程序，完成6-3，6-4，6-5习题仿真三、实验过程1.录入程序，并完成教材6.7三个程序的仿真2.验证其结果3.绘制三个程序的流程图4.设计6-3，6-4，6-5，习题仿真程序5.验证仿真结果四、实施过程及结果1.录入书中程序并执行得出结果：（1）串联超前校正实验Mum/den=0.22541s+1--------------0.053537+1校正后：幅值穿越频率=8.8802rad/s，相角穿越频率=Inf rad/s。
校正后：幅值裕量=Inf dB，相角裕量=50.7196°Bode图：（2）串联滞后校正实验校正后：幅值穿越频率=0.60508rad/sec相角穿越频率=1.8675rad/sec校正后：幅值裕量=15.8574dB,相角裕量=40.6552゜Bode图：（3）串联滞后—超前校正实验校正后：幅值穿越频率=1.3175rad/sec相角穿越频率=3.6027rad/sec校正后：幅值裕量=13.7848dB,相角裕量=52.4219゜Bode图验证成功2.设计6-3，6-4，6-5，程序如下6-3：numo=[200];deno=conv([1,0],[0.1,1]);[Gm,Pm,Wcg,Wcp]=margin(numo,deno);numo=200;deno=conv([1,0],[0.1,1]);[Gm1,Pm1,Wcg1,Wcp1]=margin(numo,deno);r0 = 45;r=Pm;w = logspace(-1,3);[mag1,phase1]=bode(numo,deno,w);for epsilon = 5:15phic=(r0-r+epsilon)*pi/180;alpha=(1-sin(phic))/(1+sin(phic));[i1,ii] = min(abs(mag1-sqrt(alpha)));wc=w(ii);T=1/(wc*sqrt(alpha));numc=[T,1];denc=[alpha*T,1];[num,den]=series(numo,deno,numc,denc);[Gm,Pm,Wcg,Wcp]=margin(num,den);if(Pm>=r0);break;endendprintsys(numc,denc);[mag2,phase2]=bode(numc,denc,w);[mag,phase]=bode(num,den,w);subplot(2,1,1);semilogx(w,20*log10(mag),w,20*log10(mag1),'--',w,20*log10(mag2),' -.');grid;ylabel('幅值（dB）');title('--Go. -.Gc, __GoGc');subplot(2,1,2);semilogx(w,phase,'--',w,phase1,'-.',w,phase2,w,(w-180-w),':'); grid;ylabel('相角（度）');xlabel('频率（red/sec）');disp(['校正后：幅值穿越频率=',num2str(Wcp),'rad/sec','相角穿越频率=',num2str(Wcg),'rad/sec']);disp(['校正后：幅值裕量=',num2str(20*log10(Gm)),'dB,','相角裕量=',num2str(Pm),'゜']);结果：校正后：幅值穿越频率=64.7053rad/sec相角穿越频率=Infrad/sec校正后：幅值裕量=InfdB,相角裕量=45.9356゜验证结果即正确6-4numo=4;deno=conv([1,0],[2,1]);[Gm,Pm,Wcg,Wcp]=margin(numo,deno);numo=4;deno=conv([1,0],[2,1]);[Gm1,Pm1,Wcg1,Wcp1]=margin(numo,den o);r0=40;w=logspace(-3,1);[mag1,phase1]=bode(numo,deno,w);for epsilon=5:15r=(-180+r0+epsilon);[i1,ii]=min(abs(phase1-r));wc=w(ii);beta=mag1(ii);T=5/wc;numc=[T,1];denc=[beta*T,1];[num,den]=series(numo,deno,numc,denc);[Gm,Pm,Wcg,Wcp]=margin(num,den);if(Pm>=r0);break;endendprintsys(numc,denc);[mag2,phase2]=bode(numc,denc,w);[mag,phase]=bode(num,den,w);subplot(2,1,1);semilogx(w,20*log10(mag),w,20*log10(mag1),'--',w,20*log10(mag2),' -.');grid;ylabel('幅值（dB）');title('--Go. -.Gc, __GoGc');subplot(2,1,2);semilogx(w,phase,'--',w,phase1,'-.',w,phase2,w,(w-180-w),':'); grid;ylabel('相角（度）');xlabel('频率（red/sec）');disp(['校正后：幅值穿越频率=',num2str(Wcp),'rad/sec','相角穿越频率=',num2str(Wcg),'rad/sec']);disp(['校正后：幅值裕量=',num2str(20*log10(Gm)),'dB,','相角裕量=',num2str(Pm),'゜']);结果：校正后：幅值穿越频率=0.415rad/sec相角穿越频率=Infrad/sec校正后：幅值裕量=InfdB,相角裕量=40.6397゜验证结果：6-5：numo=5;deno=conv([1,0],conv([0.1,1],[0.25,1]));[Gm,Pm,Wcg,Wcp]=ma rgin(numo,deno);numo=5;deno=conv([1,0],conv([0.1,1],[0.25,1]));[Gm1,Pm1,Wcg1,Wcp1 ]=margin(numo,deno);w=logspace(-2,2);[mag1,phase1]=bode(numo,deno,w);ii=find(abs(w-Wcg1)==min(abs(w-Wcg1)));wc=Wcg1;w1=wc/5;beta=5;numc1=[1,w1];denc1=[1,w1/beta];w2=w1;mag(ii)=2;while(mag(ii)>1)numc2=[1,w2];denc2=[1,(w2*beta)];w2=w2+0.01;[numc,denc]=series(numc1,denc1,numc2,denc2);[num,den]=series(numo,deno,numc,denc);[mag,phase]=bode(num,den,w);endprintsys(numc1,denc1);printsys(numc2,denc2);[Gm,Pm,Wcg,Wcp]=margin(num,den);[mag2,phase2]=bode(numc,denc,w);[mag,phase]=bode(num,den,w);subplot(2,1,1);semilogx(w,20*log10(mag),w,20*log10(mag1),'--',w,20*log10(mag2),' -.');grid;ylabel('幅值（dB）');title('--Go. -.Gc, __GoGc');subplot(2,1,2);semilogx(w,phase,'--',w,phase1,'-.',w,phase2,w,(w-180-w),':'); grid;ylabel('相角（度）');xlabel('频率（red/sec）');disp(['校正后：幅值穿越频率=',num2str(Wcp),'rad/sec','相角穿越频率=',num2str(Wcg),'rad/sec']);disp(['校正后：幅值裕量=',num2str(20*log10(Gm)),'dB,','相角裕量=',num2str(Pm),'゜']);结果：校正后：幅值穿越频率=1.8187rad/sec相角穿越频率=9.3957rad/sec校正后：幅值裕量=17.8382dB,相角裕量=67.4806゜五、实验总结1.由于对于MATLAB不熟悉造成很多不必要的损失，对于MATLAB的使用掌握也要认真学习。
基于matlab的自动化控制系统课程设计论文
摘要串联滞后-超前校正兼有滞后校正和超前校正的优点，即已校正系统的响应速度较快，超调量较小，抑制高频噪声的性能也较好。
当校正系统不稳定，且要求校正后系统的响应速度，相角裕度和稳态精度较高时，以采用串联滞后-超前校正为宜。
其基本原理是利用滞后-超前网络的超前部分来增大系统的相角裕度，同时利用滞后部分来改善系统的稳态性能。
此次课程设计就是利用MATLAB对一单位反馈系统进行滞后-超前校正。
通过运用MATLAB的相关功能，绘制系统校正前后的伯德图、根轨迹和阶跃响应曲线，并计算校正后系统的时域性能指标。
关键字：超前-滞后校正 MATLAB 伯德图时域性能指标目录摘要 21 设计要求及方法 5 1.1 设计要求 51.2 设计方法 52 滞后-超前校正设计目的和原理 5 2.1 滞后-超前设计目的 52.2 滞后=超前设计原理63 滞后-超前校正的设计过程7 3.1 校正前参数73.1.1 用MATLAB绘制校正前系统的伯德图73.1.2 用MATLAB求校正前系统的幅值裕量和相位裕量83.1.3 用MATLAB绘制校正前系统的根轨迹93.1.4 对校正前系统进行仿真分析10 3.2 滞后-超前校正设计参数计算113.2.1利用MATLAB计算出滞后校正器的传递函数113.2.2 利用MATLAB计算出超前校正器的传递函数11 3.3 滞后-超前校正的验证133.3.1 用MATLAB求校正后系统的幅值裕量和相位裕量133.3.2 用MATLAB求校正后系统的伯德图143.3.3 用MATLAB求校正后系统的根轨迹153.3.4 用MATLB对校正后的系统进行仿真分析164 传递函数特征根的计算17 4.1 校正前系统的传递函数的特征根174.2 校后前系统的传递函数的特征根185 系统动态分析18 5.1 校正前系统的动态性能分析185.2 校正后系统的动态性能分析236 系统的根轨迹分析26 6.1 校正前系统的根轨迹分析266.2 校正后系统的根轨迹分析287 系统的幅相特性30 7.1 校正前系统的幅相特性307.2 校正后系统的幅相特性318 系统的对数幅频特性及对数相频特性32 8.1 校正前系统的对数幅频特性及对数相频特性328.2 校正后系统的对数幅频特性及对数相频特性339 心得体会35 参考文献351设计要求及方法1.1设计要求 已知单位负反馈系统的开环传递函数0()(1)(0.251)K G S S S S =++，试用频率法设计串联校正装置，要求校正后系统的静态速度误差系数1v K 5s -≥，系统的相角裕度045γ≥，校正后的剪切频率2C rad s ω≥。
自动化综合设计——用matlab进行单位负反馈系统的校正设计
自动化专业综合设计报告一.设计目的1.掌握控制系统的设计与校正方法、步骤。
2.掌握对系统相角裕度、稳态误差和穿越频率以及动态特性分析。
3.掌握利用MATLAB 对控制理论内容进行分析和研究的技能。
4. 提高分析问题和解决问题的能力。
二.设计要求 单位负反馈系统的开环传递函数)12.0)(11.0()(0++=s s s K s G ，用相应的频率校正法对系统进行校正设计，使系统的性能指标达到：1)相角裕度060≥γ，2）在单位斜坡下的稳态误差05.0<SS e ，3）系统的s rad C /3<ω。
要求：（1）手工计算，设计校正方法（2）利用matlab 编程实现设计，要求有仿真结果（3）利用simulink 进行仿真实现校正前后系统的阶跃响应三.设计内容手工计算：解：（1）由系统在单位斜坡输入下的稳态误差ess<0.05可得：速度误差系数Kv=0lim→S it S*G(S)=Ko>05.01=20 故可取Ko=25；计算原系统的相角裕度)(w ϕ和截止频率Wc0：由)(w A =22)2.0(1)1.0(125w w w ++=1可得 Wc0=9；由w w w o2.0arctan 1.0arctan 90)(--=ϕ当Wc0=9时；o o w 9.12)(-=γ显然此时超前校正已经不能使系统满足要求了，必须使用滞后校正先将系统的相角裕度满足要求。
相角裕度要求o60>γ，加上滞后装置o 10的估值，则要求原系统相角裕度为o o o w 701060)('=+=γ，即702.0arctan 1.0arctan 90)(=--=w w w o ϕ可解得Wc=1.15;取Wc=1.1；由0lg 20)(=+b Wc L ；0lg 201.125lg20=+b ； 044.0251.1==b ； Wc bT 1.01=； T=200； 滞后环节为：ss Ts bTs s Gc 6.206109.9111)(++=++=相角裕度： o o o Wc Wc Wc Wc Wc 6086.652.0arctan 1.0arctan 47arctan 3.4arctan 90)(>=---+=γWc=1.1<3rad/s均满足设计要求，校正之后的传递函数为：)2.01)(1.01)(6.2061()09.91(25)(s s s s s s G ++++= 仿真程序：%校正程序.mnum0=25; %初始化w1=3;r=60;ee=6;pm=r+ee;den0=conv([1 0],conv([0.1 1],[0.2 1])); %输入函数G=tf(num0,den0);G1=feedback(G,1);subplot(2,2,3);step(G1);grid on ;title('校正前的阶跃响应');[gm0,pm0,wcg0,wcp0]=margin(num0,den0); %原系统的相角裕度pm1，截止频率wcp1for w=wcp0:-0.01:0 %计算原系统中满足的截止频率wc的值gamma=pi/2-atan(0.1*w)-atan(0.2*w);ga=gamma*180/pi;if(ga>pm)wc=w;break;endend%计算校正装置的参数b、T以及验算校正后系统的相角裕度b=wc/num0;T=10/b/wc;numc=[b*T 1];denc=[T 1];Gc=tf(numc,denc);[num,den]=series(num0,den0,numc,denc);[gm,pm,wcg,wcp]=margin(num,den);w=logspace(-3,2);subplot(2,2,1);[mag,phase]=bode(num,den,w); %校正后的Gc*G[mag0,phase0]=bode(num0,den0,w); %初始传函：G[magc,phasec]=bode(numc,denc,w); %滞后校正装置:Gcsemilogx(w,20*log10(mag0),'*',w,20*log10(magc),'--',w,20*log10(ma g),'-.');ylabel('幅值(dB)');title('原系统*G，滞后环节--Gc，校正后-.GGc')xlabel('频率(rad/s)');grid on;subplot(2,2,2);semilogx(w,phase0,'*',w,phasec,'--',w,phase,'-.',w,(w-180-w),':') ;ylabel('相角（度）');xlabel('频率(rad/s)');title('原系统*G，滞后环节--Gc，校正后-.GGc ')grid on;G %原系统的传递函数Gc %校正系统的传递函数GS=tf(num,den) %校正后系统的传递函数pm %校正后系统的相角裕度wcp %校正后系统的截止频率Gc=tf(numc,denc);GGc=tf(num,den);GGc1=feedback(GGc,1)subplot(2,2,4);step(GGc1);grid on;[z,p,k]=tf2zp(num,den)利用Simulink进行仿真得到校正前和校正后的阶跃响应曲线为以下图由图可见在校正前是发生振荡的不稳定系统，校正后系统稳定。
控制工程基础(基于MATLAB的系统分析校正)
实验一典型环节的MATLAB仿真一、实验目的1．熟悉MATLAB桌面和命令窗口，初步了解SIMULINK功能模块的使用方法。
2．通过观察典型环节在单位阶跃信号作用下的动态特性，加深对各典型环节响应曲线的理解。
3．定性了解各参数变化对典型环节动态特性的影响。
二、SIMULINK的使用MATLAB中SIMULINK是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包。
利用SIMULINK功能模块可以快速的建立控制系统的模型，进行仿真和调试。
1．运行MATLAB软件，在命令窗口栏“>>”提示符下键入simulink命令，按Enter 键或在工具栏单击按钮，即可进入如图1-1所示的SIMULINK仿真环境下。
2．选择File菜单下New下的Model命令，新建一个simulink仿真环境常规模板。
3．在simulink仿真环境下，创建所需要的系统。
图1-1 SIMULINK仿真界面图1-2 系统方框图以图1-2所示的系统为例，说明基本设计步骤如下：1）进入线性系统模块库，构建传递函数。
点击simulink下的“Continuous”，再将右边窗口中“Transfer Fen”的图标用左键拖至新建的“untitled”窗口。
2）改变模块参数。
在simulink仿真环境“untitled”窗口中双击该图标，即可改变传递函数。
其中方括号内的数字分别为传递函数的分子、分母各次幂由高到低的系数，数字之间用空格隔开；设置完成后，选择OK，即完成该模块的设置。
3）建立其它传递函数模块。
按照上述方法，在不同的simulink的模块库中，建立系统所需的传递函数模块。
例：比例环节用“Math”右边窗口“Gain”的图标。
4）选取阶跃信号输入函数。
用鼠标点击simulink下的“Source”，将右边窗口中“Step”图标用左键拖至新建的“untitled”窗口，形成一个阶跃函数输入模块。
5）选择输出方式。
用鼠标点击simulink下的“Sinks”，就进入输出方式模块库，通常选用“Scope”的示波器图标，将其用左键拖至新建的“untitled”窗口。
基于MATLAB的控制系统校正设计
······························装·················订·················线······························摘要控制系统校正属于系统设计环节，通过校正可以使系统的性能得到改善，从而使系统满足期望的性能指标。
本文主要研究线性定常系统的串联校正方法，包括串联超前校正、串联滞后校正和串联滞后超前校正。
本文首先回顾了系统的时域性能指标和频域性能指标以及系统的校正方式，然后分别讨论了系统校正的根轨迹法和频率特性法。
针对两种方法，分别给出了控制系统超前校正、滞后校正，滞后超前校正的理论依据、适用范围、校正步骤和相应的算法流程图，并针对各个校正方法编写了相应的MATLAB仿真程序，同时利用MATLAB的图形用户界面设计功能对控制系统校正进行了可视化界面设计，为每种校正方法设计了对应的GUI界面。
雷金健基于MATLAB的控制系统校正论文
本科毕业论文（设计）论文题目：基于MATLAB的控制系统校正姓名：雷金健学号：2009341135系（部）：物理系专业：自动化班级：2009级1班指导教师：赵双义梁丽娟完成时间： 2013 年 03 月随着科技的高速发展，自动控制系统越来越复杂，同时对系统的稳定性和动态性能指标的要求也越来越严格，当自动控制系统的性能指标不能满足要求时，我们则需要对系统进行校正，使系统的特性发生改变，从而满足给定的各项性能的指标。
控制系统的校正问题，是自动控制系统设计理论中重要的一部分，也是改善系统各项性能的方法和途径。
而将MATLAB与自动控制系统校正相结合，能使很多问题顿时变得简单明了，我们利用MATLAB 控制系统工具箱函数进行自动控制系统校正的设计仿真，能非常直观、快速的观察系统校正的仿真结果，方便的进行校正前后的比较研究。
本论文主要针对PID校正、基于频率特性的串联校正设计、反馈校正三种常用的校正方法进行研究说明，从而直观的观察不同的校正方法所对应的不同的仿真图，并进行比较分析，总结不同校正方法对系统性能指标的影响。
关键字：MATLAB；SIMULINK；自动控制系统；校正With the rapid development of technology, the automatic control system is more and more complicated, at the same time on the stability and dynamic performance index of system requirements more stringent, when the performance index of the automatic control system can not meet the requirements, we need to calibrate the system, the system parameter changes, so as to meet the performance of a given index. Control system correction problem, is an important part of the system design and the theory of automatic control, ways and improve the performance of the system. While the MATLAB correction combined with automatic control system, can make a lot of problems suddenly seems simple, we use the MATLAB control system toolbox function for automatic control system design and Simulation of correction, simulation results correction observation system is very intuitive, fast, comparison of before and after correction for convenient. In this thesis, PID correction, series correction design, feedback correction of three kinds of correction methods on that based on frequency characteristic, correction of different observation and intuitive simulation graph corresponding to the different method, and comparative analysis, summarize the different effects of school affirmative method on the system performance.Keywords: MATLAB;SIMULINK;automatic control systems; correction目录第一章绪论1.1 MATLAB语言的简介1.2 控制系统校正设计概述第二章 PID校正设计2.1 比例校正2.2 比例微分校正2.3 比例积分校正2.4 比例积分微分校正第三章基于频率特性的串联校正设计3.1 串联超前校正3.2 串联滞后校正3.3 串联滞后—超前校正第四章反馈校正第五章结论致谢参考文献…………………………………………………………附录………………………………………………………………第一章绪论1.1 MATLAB语言的简介MATLAB自从1984年由MathWorks公司正式推向市场以来，一直广受关注，经过近30年的发展，目前已经成为当今世界应用最广泛、最优秀的计算机辅助设计软件之一，它集科学计算、信号处理、数值分析和图像处理等强大功能于一身，提供了高效率的程序设计、强大的数学运算、超清晰的图形显示与友好的界面用户环境。
自动控制原理课件控制系统校正MATLAB程序
表6-1
相位滞后校正
常见无源校正装置
相位超前校正 相位滞后-超前校正
RC
网络
R1 R1 R2 1 R1C1 1 R1C1 (1s 1)( 2 s 1) K (1s 1) K R1 2s 1 R1 G(s) R R R G ( s ) 1 2 1K G1 (s) R2C2 (1s 1)( 2 s 1) 2 C1R1 R2 2R 1C2 s K 2s 1 1s 1 R1 R2 R1R R R 1 22 R C 1 1 1 (1s 1)( 2 s 1) 1 ( R1 R2 )C2 1 2 R C R C 1 1 1 ≥ 1 2 1 1 1 R1R2 ( s 1)( s 1) ( R R ) C 1 R 2 2 C1 1 1R1C1 2 2 R2C2 1 1 ( R1 2 2 2 )C R R R R R R 2 2 2 1 C1 1 1 2 2 C1 2 C2 2 RR 2 2 R2C2 2 1 2 C2 1 R1C1 1 ≥ 2 R1 R 2 R 1 R2 2 2 1 1 1 2 1≥ 2 1≥ 2 2 R2C2 K
(2) 校正后系统性能分析：
设校正装置的传递函数为 Gc(s) = K(τds＋1)，为了说明 相位超前校正对系统性能的影响，取 K = 1 微分时间常数取 τd=T1 = 0.2s(抵消大惯性环节的相位滞后影响)，则系统的开 环传递函数变为：
K K1 G G o( s ) G1 ( s )Gc ( s ) K c ( d s 1) s (T1s 1)(T2 s 1) s (T2
6.2.3
自控课程设计用MATLAB进行控制系统的超前校正设计
目录摘要........................................................................................................................... - 0 - 1超前校正的原理和方法........................................................................................ - 2 -1.1超前校正的原理.......................................................................................... - 2 -1.2超前校正的应用.......................................................................................... - 3 - 2控制系统的超前校正设计.................................................................................... - 4 -2.1初始态分析.................................................................................................. - 4 -2.2超前校正分析及校正.................................................................................. - 7 -2.2.1校正装置参数的选择与计算............................................................ - 7 -2.2.2校正后的验证.................................................................................... - 9 -2.2.3校正对系统性能改变的分析.......................................................... - 11 -3.总结...................................................................................................................... - 13 - 参考文献................................................................................................................. - 14 -摘要用MATLAB进行控制系统的超前校正设计是对所学的自动控制原理的初步运用。
基于Matlab的自动控制系统设计与校正
自动控制原理课程设计设计题目：基于Matlab的自动控制系统设计与校正目录目录第一章课程设计内容与要求分析 (1)1.1设计内容 (1)1.2 设计要求 (1)1.3 Matlab软件 (2)1.3.1基本功能 (2)1.3.2应用 (3)第二章控制系统程序设计 (4)2.1 校正装置计算方法 (4)2.2 课程设计要求计算 (4)第三章利用Matlab仿真软件进行辅助分析 (6)3.1校正系统的传递函数 (6)3.2用Matlab仿真 (6)3.3利用Matlab/Simulink求系统单位阶跃响应 (10)3.2.1原系统单位阶跃响应 (10)3.2.2校正后系统单位阶跃响应 (11)3.2.3校正前、后系统单位阶跃响应比较 (12)3.4硬件设计 (13)3.4.1在计算机上运行出硬件仿真波形图 (14)课程设计心得体会 (16)参考文献 (18)第一章 课程设计内容与要求分析1.1设计内容针对二阶系统)1()(+=s s Ks W ，利用有源串联超前校正网络（如图所示）进行系统校正。
当开关S 接通时为超前校正装置，其传递函数11)(++-=Ts Ts K s W cc α，其中132R R R K c +=，1)(132432>++=αR R R R R ，C R T 4=，“-”号表示反向输入端。
若Kc=1，且开关S 断开，该装置相当于一个放大系数为1的放大器（对原系统没有校正作用）。
1.2 设计要求1）引入该校正装置后，单位斜坡输入信号作用时稳态误差1.0)(≤∞e ，开环截止频率ωc’≥4.4弧度/秒，相位裕量γ’≥45°；2）根据性能指标要求，确定串联超前校正装置传递函数；3）利用对数坐标纸手工绘制校正前、后及校正装置对数频率特性曲线；cR 234）设校正装置R1=100K，R2=R3=50K，根据计算结果确定有源超前校正网络元件参数R4、C值；5）绘制引入校正装置后系统电路图（设给定的电阻和电容：R=100K，C=1μF、10μF若干个）；6）利用Matlab仿真软件辅助分析，绘制校正前、后及校正装置对数频率特性曲线,并验算设计结果；7）在Matlab-Simulink下建立系统仿真模型，求校正前、后系统单位阶跃响应特性，并进行系统性能比较；8）利用自动控制原理实验箱完成硬件设计过程，包括：搭建校正前后系统电路、输入阶跃信号并通过示波器观察校正前后系统输出响应曲线。
基于Matlab工具箱Rhool的控制系统校正设计
要 ， 求 系统 满 足 阻尼 比 ＝０·５，无
阻尼 自然 震 荡 频 率 Ｗ ＝０．６７ ｒａｄ／ｓ，静 态 速 度 误 差 系数 ｋ Ｉ＞５ Ｓ～，求 满足 系统 性 能指标 的校正 装置 。
设 计 步骤 ： １）首 先根 据 系统 的开 环 传 递 函数 在 Ｍａｔｌａｂ命
收 稿 日期 ：２０１８—０４—１０ 作 者 简介 ：乔 永凤 （１９７５一），女 ，山 西左云人 ，讲 师 ，硕 士研 究 生 ，主要 研 究方 向 ：语 音信 号 处理 ，自动控 制 原理
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图 ５ 校正后 系统的根轨 迹
校正 后 的 主导 极 点 在 不 变 的情 况 下 ，由 ｖｉｅｗ 查看 Ｃｌｏｓｅ—Ｌｏｏｐ Ｐｏｌｅｓ，得 ：
ｓ１．２＝０．２９ ± ０．５０２．
另一 个 极点 为 ０．１２４，和 闭 环零 点 靠 得 很 近 ，形 成一 对偶 极 子 。
使 系统 性能 满 意 的主 导 极 点 的 取值 范 围 ，然 后 在 此 范 围 内添加 合适 的零 、极点 ，并在 ＬＴＩ中查 看 闭环 输 出 响应 曲线 。如 果 满 意 ，则 根 据 主导 极 点 和 性 能 指 标得 出校正 环节 的设 计结 果 。 因而控 制 系统 的校 正 设 计 在 Ｍａｆ ｌａｂ工 具箱 ＲＬｔｏｏｌ中变得简 便 而有 效 。
自动控制原理课程设计__用MATLAB进行控制系统的滞后校正设计
1滞后校正特性及校正方法1.1滞后校正特性滞后校正就是在前向通道中串联传递函数为)(s G c 的校正装置来校正控制系统，)(s G c 的表达式如下所示。
1,11)(<++=a TsaTs s G c (1.1-1)其中，参数a 、T 可调。
滞后校正的高频段是负增益，因此，滞后校正对系统中高频噪声有削弱作用，增强了抗干扰能力。
可以利用滞后校正的这一低通滤波所造成的高频衰减特性，降低系统的截止频率，提高系统的相位裕度，以改善系统的暂态性能。
滞后校正的基本原理是利用滞后网络的高频幅值衰减特性使系统截止频率下降，从而使系统获得足够的相位裕度。
或者，是利用滞后网络的低通滤波特性，使低频信号有较高的增益，从而提高了系统的稳态精度。
可以说，滞后校正在保持暂态性能不变的基础上，提高开环增益。
也可以等价地说滞后校正可以补偿因开环增益提高而发生的暂态性能的变化。
1.2滞后校正设计的一般步骤与方法（1）按稳态性能指标要求的开环放大系数绘制未校正系统的伯德图。
如果未校正系统需要补偿的相角较大，或者在截止频率附近相角变化大，具有这样特性的系统一般可以考虑用滞后校正。
（2）在未校正系统的伯德图上找出相角为）（εγ--︒180-的频率作为校正后系统的截止频率'c w ，其中γ为要求的相位裕度，ε为补偿滞后校正在'c w 产生的相位滞后，一般取︒︒10~5。
ε的选取：ε是为了补偿滞后校正的相位滞后的，一般限制滞后校正的滞后相角小于︒10，所以可以取小于︒10的值。
ε应取一个尽量小，但又能补偿滞后校正在'c w 处的滞后相角的值。
一般，若'c w 较大，ε可取小一些。
反之，若'c w 小，则ε取大一些。
（3）在未校正系统的伯德图上量取量取）（'0c w L （或由|)(|lg 20'0c jw G 求取）的分贝值，并令ajw G c 1lg20|)(|lg 20'0=，由此确定参数a(a<1)。
自动控制原理实验七 基于MATLAB控制系统频域法串联校正设计
实验七基于MATLAB控制系统频域法串联校正设计一、实验目的（1）对给定系统设计满足频域或时域指标的串联校正装置；（2）掌握频域法设计串联校正的方法；（3）掌握串联校正环节对系统稳定性及过渡过程的影响。
二、实验原理及内容利用MATLAB可以方便的画出Bode图并求出幅值裕量和相角裕量。
将MATLAB应用到经典理论的校正方法中，可以方便的校验系统校正前后的性能指标。
通过反复试探不同校正参数对应的不同性能指标，能够设计出最佳的校正装置。
1、串联超前校正用频域法对系统进行超前校正的基本原理，是利用超前校正网络的相位超前特性来增大系统的相位裕量，以达到改善系统瞬态响应的目标。
为此，要求校正网络最大的相位超前角出现在系统的截止频率（剪切频率）处。
串联超前校正的特点：主要对未校正系统中频段进行校正，使校正后中频段幅值的斜率为-20dB/dec，且有足够大的相位裕度；超前校正会使系统瞬态响应的速度变快，校正后系统的截止频率增大。
这表明校正后，系统的频带变宽，瞬态响应速度变快，相当于微分效应；但系统抗高频噪声的能力变差。
用频率法对系统进行串联超前校正的一般步骤为：1）根据稳态误差的要求，确定开环增益K。
2）根据所确定的开环增益K，画出未校正系统的波特图，计算未校正系统的相位裕度。
3）计算超前网络参数a和T。
4）确定校正网络的转折频率。
5）画出校正后系统的波特图，验证已校正系统的相位裕度。
【7-1】给定系统如图7-1所示，试设计一个串联校正装置，使系统满足幅值裕量大于10分贝，相位裕量≥45o为了满足上述要求，试探地采用超前校正装置G c(s)，使系统变为图7-2的结构。
图7-1 校正前系统用下面地MATLAB语句得出原系统的幅值裕量与相位裕量。
>> G=tf(100, [0.04, 1, 0]);[Gw, Pw, Wcg, Wcp]=margin(G);Gw =InfPw =28.0243Wcg=InfWcp=46.9701可以看出，这个系统有无穷大的幅值裕量，并且其相位裕量γ＝28o，幅值穿越频率Wcp=47rad/sec。
用MATLAB进行控制系统的超前校正设计-课设
课程设计任务书学生姓名： 汪鹏 专业班级：自动化专业0806班指导教师： 陈跃鹏 工作单位： 自动化学院题 目: 用MATLAB 进行控制系统的超前校正设计 初始条件：已知一单位反馈系统的开环传递函数是:)5.01)(05.01()(s s s Ks G ++=要求系统跟随2r/min 的斜坡输入产生的最大稳态误差为2°， 45≥γ。
要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、用MATLAB 作出满足初始条件的最小K 值的系统伯德图，计算系统的幅值裕量和相位裕量。
2、在系统前向通路中插入一相位超前校正，确定校正网络的传递函数。
3、用MATLAB 画出未校正和已校正系统的根轨迹。
4、课程设计说明书中要求写清楚计算分析的过程，列出MATLAB 程序和MATLAB 输出。
说明书的格式按照教务处标准书写。
时间安排:指导教师签名： 年 月 日系主任（或责任教师）签名： 年 月 日目录1、超前校正概述-----------------------------------------------------------------------21.1 何谓校正------------------------------------------------------------------------------21.2 超前校正的原理及方法-----------------------------------------------------------31.2.1 超前校正的原理-------------------------------------------------------------31.2.2 超前校正的应用------------------------------------------------------------42、控制系统的超前校正设计---------------------------------------------------------------52.1 初始态分析-------------------------------------------------------------------------52.2 超前校正分析及校正-------------------------------------------------------------82.2.1 校正装置参数的选择与计算---------------------------------------------82.2.2 校正后的验证------------------------------------------102.2.3校正对系统性能改变的分析------------------------------123、心得体会------------------------------------------------------------------------------------14 参考文献----------------------------------------------------------------------------------------15用MATLAB 进行控制系统的超前校正设计1、超前校正概述1.1、何谓校正所谓校正，就是在系统中加入一些其参数可以根据需要而改变的机构或装置，使系统整个特性发生变化，从而满足给定的各项性能指标。
基于Matlab的自动控制系统设计与校正课程设计
基于Matlab的自动控制系统设计与校正课程设计自动控制原理课程设计设计题目：基于Matlab的自动控制系统设计与校正目录第一章课程设计内容与要求分析 (1)1.1设计内容 (1)1.2 设计要求 (1)1.3 Matlab软件 (2)1.3.1基本功能 (2)1.3.2应用 (3)第二章控制系统程序设计 (4)2.1 校正装置计算方法 (4)2.2 课程设计要求计算 (4)第三章利用Matlab仿真软件进行辅助分析 (6)3.1校正系统的传递函数 (6)3.2用Matlab仿真 (6)3.3利用Matlab/Simulink求系统单位阶跃响应 (10)3.2.1原系统单位阶跃响应 (10)3.2.2校正后系统单位阶跃响应.. 113.2.3校正前、后系统单位阶跃响应比较 (12)3.4硬件设计 (13)3.4.1在计算机上运行出硬件仿真波形图 (14)课程设计心得体会 (16)参考文献 (18)3第一章 课程设计内容与要求分析1.1设计内容针对二阶系统)1()(+=s s Ks W ，利用有源串联超前校正网络（如图所示）进行系统校正。
当开关S 接通时为超前校正装置，其传递函数11)(++-=Ts Ts K s W c c α，其中132R R R K c +=，1)(132432>++=αR R R R R ，C R T 4=，“-”号表示反向输入端。
若Kc=1，且开关S 断开，该装置相当于一个放大系数为1的放大器（对原系统没有校正作用）。
cR 2 R 331.2 设计要求1）引入该校正装置后，单位斜坡输入信号作用时稳态误差1.0)(≤∞e ，开环截止频率ωc’≥4.4弧度/秒，相位裕量γ’≥45°；2）根据性能指标要求，确定串联超前校正装置传递函数；3）利用对数坐标纸手工绘制校正前、后及校正装置对数频率特性曲线；4）设校正装置R1=100K ，R2=R3=50K ，根据计算结果确定有源超前校正网络元件参数R4、C 值；5）绘制引入校正装置后系统电路图（设给定的电阻和电容：R=100K ，C=1μF 、10μF 若干个）；6）利用Matlab 仿真软件辅助分析，绘制校正前、后及校正装置对数频率特性曲线,并验算设计结果；7）在Matlab-Simulink 下建立系统仿真模型，求校正前、后系统单位阶跃响应特性，并进行系统性能比较；8）利用自动控制原理实验箱完成硬件设计过程，包括：搭建校正前后系统电路、输入阶跃信号并通过示波器观察校正前后系统输出响应曲线。
用matlab进行系统超前校正设计
课程设计题目用MA TLAB进行控制系统的超前校正设计学院专业班级姓名指导教师年月日课程设计任务书学生姓名： 专业班级：指导教师： 工作单位：题 目: 用MATLAB 进行控制系统的超前校正设计。
初始条件：已知一单位反馈系统的开环传递函数是)5.01)(05.01()(s s s K s G ++= 要求系统跟随2r/min 的斜坡输入产生的最大稳态误差为2°， 45≥γ。
要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、用MATLAB 作出满足初始条件的最小K 值的系统伯德图，计算系统的幅值裕量和相位裕量。
2、在系统前向通路中插入一相位超前校正，确定校正网络的传递函数。
3、用MATLAB 画出未校正和已校正系统的根轨迹。
4、课程设计说明书中要求写清楚计算分析的过程，列出MATLAB 程序和MATLAB 输出。
说明书的格式按照教务处标准书写。
时间安排：指导教师签名： 年 月 日系主任（或责任教师）签名： 年 月 日目录摘要 (3)1控制系统超前校正设计的意义和任务 (4)1.1控制系统超前校正设计的意义 (4)1.2控制系统超前校正任务 (4)2设计方案 (5)2.1校正前系统分析 (5)2.2校正方案 (5)3校正前后伯德图比较 (7)3.1校正前伯德图 (7)3.2校正后伯德图 (8)4校正前后根轨迹比较 (9)4.1校正前根轨迹 (9)4.2校正后根轨迹 (10)5校正前后动态性能分析 (11)6小结和体会 (13)参考文献 (14)本科生课程设计成绩评定表 (15)摘要自动控制（原理）是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置（称控制装置或控制器），使机器，设备或生产过程（统称被控对象）的某个工作状态或参数（即被控制量）自动地按照预定的规律运行。
本次课程设计的要求为用MATLAB进行控制系统的超前校正设计。
所谓校正，就是在系统中加入一些其参数可以根据需要而改变的机构或装置，使系统整个特性发生变化，从而满足给定的各项性能指标。
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自动控制原理课程设计设计题目：基于Matlab的自动控制系统设计与校正目录第一章课程设计内容与要求分析.................................................... 错误！未定义书签。
1.1设计内容 (1)1.2 设计要求 (1)1.3 Matlab软件 (2)1.3.1基本功能 (2)1.3.2应用 (2)第二章控制系统程序设计 (4)2.1 校正装置计算方法 (4)2.2 课程设计要求计算 (4)第三章利用Matlab仿真软件进行辅助分析 (6)3.1校正系统的传递函数 (6)3.2用Matlab仿真 (6)3.3利用Matlab/Simulink求系统单位阶跃响应 (8)3.2.1原系统单位阶跃响应 (8)3.2.2校正后系统单位阶跃响应 (8)3.2.3校正前、后系统单位阶跃响应比较 (8)3.4硬件设计 (8)3.4.1在计算机上运行出硬件仿真波形图 (9)课程设计心得体会 (10)参考文献 (12)1 第一章 课程设计内容与要求分析 1.1设计内容针对二阶系统)1()(+=s s Ks W ， 利用有源串联超前校正网络（如图所示）进行系统校正。
当开关S 接通时为超前校正装置，其传递函数11)(++-=Ts Ts K s W c c α，其中132R R R K c +=，1)(132432>++=αR R R R R ，C R T 4=，“-”号表示反向输入端。
若Kc=1，且开关S 断开，该装置相当于一个放大系数为1的放大器（对原系统没有校正作用）。
1.2 设计要求 11.0)(≤∞e ，开环截止频率ω’≥45°； 2 3） 4）设校正装置网络元件参数R4、5R=100K ，C=1μF 、10μF 若干个）；6）利用Matlab 仿真软件辅助分析，绘制校正前、后及校正装置对数频率特性曲线,并验算设计结果；7）在Matlab-Simulink 下建立系统仿真模型，求校正前、后系统单位阶跃响应特性，并进行系统性能比较；8）利用自动控制原理实验箱完成硬件设计过程，包括：搭建校正前后c R R系统电路、输入阶跃信号并通过示波器观察校正前后系统输出响应曲线。
1.3 Matlab软件1.3.1基本功能MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。
它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。
MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。
它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。
MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连 matlab开发工作界面接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。
MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等软件的优点，使MATLAB成为一个强大的数学软件。
在新的版本中也加入了对C，FORTRAN，C++，JAVA的支持。
可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用，此外许多的MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序，用户可以直接进行下载就可以用。
1.3.2应用1、MA TLAB 产品族可以用来进行以下各种工作：●数值分析●数值和符号计算●工程与科学绘图●控制系统的设计与仿真2●数字图像处理技术●数字信号处理技术●通讯系统设计与仿真●财务与金融工程2、MA TLAB在通讯系统设计与仿真的应用MATLAB 的应用范围非常广，包括信号和图像处理、通讯、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众多应用领域。
附加的工具箱（单独提供的专用MA TLAB 函数集）扩展了MATLAB 环境，以解决这些应用领域内特定类型的问题。
344 第二章 控制系统程序设计 2.1 校正装置计算方法设超前校正装置传递函数为：11)(++=s T Ts s W d c γ，rd>1若校正后系统的截止频率ωc '=ωm ，原系统在ωc '处的对数幅值为L(ωc ')，则： 由此得： 由T d d c 11'γ=ωγ=ω，得时间常数T 为：'c d T ωγ= 2.2 课程设计要求计算解答过程：对于Ⅰ型系统，10=k ，1.01)(≤==∞k e k ss e 得 10k k ≥故取 K=10。
因此要求4.4≥c ω取：4.4=c ω则有L c ϖ()+10lg rd=0。
即 20lg10-20lg ωc -20lg ωc +10lg rd=041074.510≈=⇒r d 其相位欲度：45.04.42'1'1≈==⇒⨯==ωωc d d c r r T T r w d 。
校正后传递函数： D=KΩ=⇒=⨯⨯⇒=++3.8310050504)(14423432R R R R R R RC=FFTkμ1410014.0103.8445.0334=⨯=⨯⨯=-5 56 6第三章 利用Matlab 仿真软件进行辅助分析3.1校正系统的传递函数设：原系统传递函数为)()(a s s Ks W +=，校正装置传递函数为11)(++=cs bs s W c ，则校正后传递函数为3.2用Matlab 仿真num=[10];den=[1,1,0];W=tf(num,den); %求原系统传递函数W(s)bode(W); %绘制原系统对数频率特性margin(W); %求原系统幅值裕度、相位裕度、相位穿越频率和幅值穿越频率[Gm,Pm,wj,wc]=margin(W);grid; %绘制网格线令a=1:进行仿真，得到下图：校正前系统伯德图图3-1 校正前系统伯德图numc=[b,1];denc=[c,1];Wc=tf(numc,denc); %求校正装置传递函数Wc(s)bode(Wc); %绘制校正装置对数频率特性grid; %绘制网格线（该条指令可有可无） 已知求得：b=1/2.412（0.46）,c=1/7.236。
进行仿真得下图：系统校正装置伯德图。
图3-2 系统校正装置伯德图numh=conv(num,numc);denh=conv(den,denc);Wh=tf(numh,denh); %求校正后系统传递函数W (s)bode(Wh); %绘制校正后系统对数频率特性margin(Wh); %求校正后系统幅值裕度、相位裕度、相位穿越频率和幅值穿越频率[Gm,Pm,wj,wc]=margin(Wh);grid; %绘制网格线（该条指令可有可无7 7图3-3 校正后系统伯德图bode(W,':'); %绘制原系统对数频率特性hold on; %保留曲线，以便在同一坐标系内绘制其他特性bode(Wc,'-.'); %绘制校正装置对数频率特性hold on; %保留曲线，以便在同一坐标系内绘制其他特性bode(Wh); %绘制校正后系统对数频率特性grid; %绘制网格线（该条指令可有可无）图3-4 校正前、后校正装置伯德图3.3利用Matlab/Simulink求系统单位阶跃响应3.2.1原系统单位阶跃响应原系统仿真模型如图3-5所示。
图3-5 校正前系统图系统运行后，其输出阶跃响应如图3-6所示：图3-6 校正前输出阶跃响应曲线3.2.2校正后系统单位阶跃响应校正后系统仿真模型如图3-7所示：图3-7 矫正后系统图系统运行后，其输出阶跃响应如图3-8所示：图3-8 校正后系统阶跃响应波形图3.2.3校正前、后系统单位阶跃响应比较仿真模型如图3-9所示：图3-9 校正前、后系统仿真模型系统运行后，其输出阶跃响应如图3-10所示：图3-10 校正前、后系统输出阶跃响应波形图3.4硬件设计绘制硬件校正装置原理图：8图3-11 硬件校正装置原理图3.4.1在计算机上运行出硬件仿真波形图未校正系统硬件波形：图3-12 未校正系统硬件仿真波形图校正后系统硬件波形：图3-13 校正后系统硬件波形图课程设计心得体会通过自动控制原理课程设计，加强了我们动手、思考和解决问题的能力。
这个方案使用了Matlab软件，使我们有掌握了一个软件的应用。
我觉得做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强，由于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个原理的功能，而且考试内容有限，所以在这次课程设计过程中，我们了解了很多原理的功能。
平时看课本时，有时问题老是弄不懂，做完课程设计，那些问题就迎刃而解了。
而且还可以记住很多东西。
认识来源于实践，实践是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。
所以这个期末的课程设计对我们的作用是非常大的。
我想说，设计确实有些困难，但苦中也有乐，在如今单一的理论学习中，很少有机会能有实践的机会。
也许有人不喜欢这类的工作，也许有人认为设计的工作有些枯燥，但我认为无论干什么，只要认真去做，一定会有好结果的。
对我们而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。
挫折是一份财富，经历是一份拥有。
虽然不是第一次做课程设计了，但是设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。
这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多专业知识问题，通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
同时，在老师的身上我们学也到很多实用的知识，在次我们表示感谢！同时，对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢！此次课程设计，学到了很多课内学不到的东西，比如独立思考解决问题，出现差错的随机应变。
在此，感谢于老师的细心指导，也同样谢谢其他各组同学的无私帮助！参考文献【1】胡寿松《自动控制原理》，第6版，科学出版社，2013.3 【2】王正林、王胜开《MATLAB/Simulink与控制系统仿真》，第3版，电子工业出版社，2013.1【3】张静《MATLAB在控制系统中的应用》，电子工业出版社，2007【4】张聚《基于MATLAB的控制系统仿真及应用》，第1版，电子工业出版社，2012.9【5】薛定宇《控制系统仿真与计算机辅助设计》，机械工业出版社，2005【6】王广雄《控制系统设计》，清华大学出版社，2005评语及成绩指导教师：成绩：。