高阶系统分析与设计参考报告
系统分析与设计报告
System Analysis and Design Report第11组组员：Our team design approach首先，我们小组在老师分完组后迅速组队并对项目要求进行分析。
我们集体仔细阅读老师所给的设计要求并逐条分析，力求完善所有功能。
在对老师所给的要求进行初步了解后，大家对此展开了激烈的讨论，各抒己见。
由于会有相关知识的遗忘，我们不断重温老师的课件，以达到知识的精准度和分析的透彻度。
我们分组找资料，一些人通过去图书馆阅读相关书籍获取有用的信息，一些人通过上网查询获取有用的信息。
大家在知识查询完毕后，大家集合在一起做知识的汇总。
其次，我们根据项目要求画出了用例图。
由于我们对EA绘图工具的生疏，我们又重新在网上找教程，一点一点的安装，学习。
大家共同讨论和解决问题。
最终画出了用例图。
然后我们设计了一系列的类，我们通过在要求中找一系列的类，以及了解各个类之间的关系，绘制出了类图。
完成类图是全体队员共同完成的，大家集体智慧的结晶。
然后，我们小组又共同设计出了用户接口，尽可能的让用户使用起来简洁明了。
接着，我们开始小组分工作业。
因为大的类图和用例图已经共同设计得到，所以大家已经了解了整个设计的需求和内涵。
我们分两人一组写每个用例的顺序图、部署图和用例文档。
大家共同合作，力求完整充分。
最后，大家将各个小组完成的工作进行整合。
互相检查，挑错并且进行多次修改。
最终形成WORD文档形式的课程设计报告。
我们又依据报告内容做了PPT，以便展示时方便大方。
至此我们完成了整个设计。
设计是大家集体智慧的结晶，虽有瑕疵，但大家都力求在有限的时间内尽自己的能力做到最好。
Our design objectives and principles我们组的设计目标是使各省队可以轻松的通过网上进行注册，从而可以减轻国家运动比赛的管理者繁重的人工和书面工作。
通过这个系统，我们可以提高注册的效率和数据的准确性。
设计的这个系统通过网上网上运行在WINDOWS系统下，我们使用简单易懂的界面，以确保即使用户在没有什么训练要求的情况下可以轻松准确地报名。
某学院系统分析与设计课程作业报告
某学院系统分析与设计课程作业报告一、前言本次分析与设计课程作业报告将介绍对某学院新学生入学流程进行系统分析与设计的过程。
该学院的新生入学流程目前存在一些问题，需要进行分析与设计，以提高效率和用户体验。
二、系统分析1. 现状分析通过对学院新生入学流程的调研和了解，发现在新生报到、注册、选课等流程中存在以下问题：- 流程繁琐：新生需要填写大量的信息和表格，导致流程耗时较长。
- 频繁的人工干预：新生报到时需要与多个部门进行沟通和确认，容易造成信息传递的延迟。
- 信息不统一：不同部门间的信息不统一，导致新生需要重复填写和确认信息。
2. 需求分析根据现状分析，对该学院新生入学流程提出了以下需求：- 简化流程：优化新生入学流程，减少不必要的环节和信息填写。
- 提高一体化：实现信息一体化，减少重复输入和确认。
- 自动化处理：引入系统自动化处理，减少人工干预和信息遗漏。
三、系统设计1. 总体设计基于需求分析，针对学院新生入学流程的问题，设计了一套包含报到、注册、选课等环节的一体化系统。
该系统将统一处理新生的信息和流程，并通过自动化处理减少人工干预。
2. 报到系统设计报到系统将通过学生自助服务终端进行自助报到，学生只需携带身份证和入学通知书，通过系统进行信息确认和注册，减少人工干预和信息填写。
3. 注册系统设计注册系统将引入学校学生信息管理系统，实现新生信息一体化管理，减少信息重复输入和确认，提高信息统一性和准确性。
4. 选课系统设计选课系统将引入学校教务管理系统，学生可以通过网上选课，系统将根据学生的专业和课程要求进行匹配，减少学生选课的繁琐性和混乱性。
四、系统实施1. 系统建设基于系统设计，学院将组织技术团队进行系统建设，包括报到系统、注册系统和选课系统的开发和测试，确保系统的稳定性和可用性。
2. 用户培训在系统建设完成后，学院将开展新生入学流程系统的用户培训，包括学生和管理人员的培训，确保他们能够熟练使用系统进行报到、注册和选课等流程。
第四节高阶系统分析
5
三阶系统单位阶跃响应
e p3t c(t ) 1 2 ( 2) 1 e nt [ 2 ( 2) 1] 2 2 { ( 2) cos d t sin d t}, t 0 2 ( 2) 1 1
1 10 1 10 1 1 1 C ( s) ( s) s s( s 1)(s 10) s 9 s 1 9 s 10
c(t ) 1 10 t 1 10t e e 9 9
Sunday, March 31, 2019
11
高阶系统的定性分析
零点的影响 零点不影响响应的形式。零点只影响各项的系数。零点若 靠近某个极点，则该极点对应项的系数就小。 偶极子 若有一对零极点之间的距离是极点到虚轴距离的十分之一 以上，这对零极点称为偶极子。偶极子对瞬态响应的影响可以 忽略。 系数 a j , l , l 取决于零、极点分布。有以下几种情况： 若极点远离原点，则系数小； 极点靠近一个零点，远离其他极点和零点，系数小； 极点远离零点，又接近原点或其他极点，系数大。
c(t ) a0 et (1 cosd t 1 sin d t )
Sunday, March 31, 2019
13
主导极点及应用
[利用主导极点的概念可以对高阶系统的特性做近似的估计分析]
具有主导极点的高阶系统可近似为二阶或一阶系统。此时 高阶系统的特性可用等效低阶系统的特性做近似的估计分析。 高阶系统近似简化原则： 在近似前后，确保输出稳态值不变； 在近似前后，瞬态过程基本相差不大。 具体规则是：在时间常数形式的开环或闭环传递函数上略去小 时间常数。
衰减慢且系数大的项在瞬态过程中起主导作用。
Sunday, March 31, 2019
自控理论 3-4高阶系统分析
C(t) 1.16 1.0 0.05
t
3.2 4.6 7.0
作图得 σ % = 16%
t r = 3.2
t p = 4.6
ts = 7
ω n = 0.8
可作为主导极点， β = 10.5， s1 s2 可作为主导极点， ζ = 0.5 原系统闭环增益 K = Φ ( 0) = 1
利用主导极点近似成二阶系统后，应保持Φ(0)不变。 Φ(0)不变 利用主导极点近似成二阶系统后，应保持Φ(0)不变。
式中 s1, 2 = −ζω n ± jω n 1 − ζ
2
1 增加闭环极点： 增加闭环极点：s 3 = − T
单位阶跃响应
e s 3t e − ζωn t c( t ) = 1 − − 2 βζ ( β − 2) + 1 βζ 2 ( β − 2) + 1 βζ ζ 2 ( β − 2) + 1 2 sin ω d t βζ ( β − 2) cos ω d t + 1−ζ 2
[
]
( 3 − 67 )
jω ω
式中 β =
ζω n
s3
− s3
s1
- ζωn σ 0
取ζ=0.5,以β为参变量作 =0.5, c(t)和 ωnt 的关系曲线 。 (t)和 图3-31
s2
结论
(1)附加一个闭环极点, 将使 σ％↓ ，r ↑, tp ↑。 t (2)增加的极点离虚轴越近上述影响越显著。 , 上述影响越显著。 (3)当β < 1, 呈现过阻尼响应迟缓。 ,响应迟缓。 (4)当β闭环主导极点
1.定义 对系统的暂态响应起主导作用的极点。 定义 对系统的暂态响应起主导作用的极点。 2.满足以下两个条件： 满足以下两个条件： 满足以下两个条件 (1)距虚轴比较近 且附近没有其它的闭环零点与极点。 距虚轴比较近,且附近没有其它的闭环零点与极点 距虚轴比较近 且附近没有其它的闭环零点与极点。 (2)其实部的绝对值应比其它极点的实部绝对值小五 其实部的绝对值应比其它极点的实部绝对值小五 倍以上。 倍以上。 靠近虚轴的极点相对于远离虚轴的极点来说， 靠近虚轴的极点相对于远离虚轴的极点来说， 其所对应的响应分量，随时间的推移衰减的慢， 其所对应的响应分量，随时间的推移衰减的慢， 因而在系统的时间响应过程中起主导作用； 因而在系统的时间响应过程中起主导作用；而远 离虚轴的极点由于其对应的分量随时间的推移衰 减的快， 减的快，所以可在高阶系统分析中略去远极点对 系统响应的影响。 系统响应的影响。
含积分环节的高阶系统性能分析与设计
含积分环节的高阶系统性能分析与设计
在控制工程中，高阶系统非常普遍，例如在航天领域，其动态性能指标的确定是比较复杂，不能像一阶、二阶系统那样可以用特定的公式计算。
我们可以借助闭环主导极点和MATLAB软件对高阶系统进行分析。
在课程设计中，我们不仅要掌握用MATLAB绘制闭环系统根轨迹和和系统响应曲线，还要掌握BODE图和Nyquist曲线的绘制。
以及在比较点与开环传递函数之间加一个非线性环节后用负倒描述函数和Nyquist曲线判断系统的稳定性。
通常在阶跃函数作用下，测定系统的动态稳定性，一般认为，阶跃输入对系统来说是最严峻的工作状态，如果系统在阶跃输入作用下能满足动态性能的要求，那么系统在其他形式函数作用下也能满足要求。
系统分析与设计报告书
《系统分析与设计》课程设计目录1.前言 (3)1.1 课程设计背景 (3)1.2 课程设计目的 (3)1.3 课程设计任务 (3)2.课程设计分析 (3)2.1 需求分析 (3)2.2 功能模块图 (3)用例图 (4)序列图 (5)活动图 (5)类图 (6)流程图 (7)3. 数据库设计 (8)3.1各类E-R图 (8)3.2逻辑结构设计 (10)4.系统实现 (12)5.技术实现 (16)6.总结 (17)7．参考文献............. ............. ............. ............. ..17网上书店管理系统报告1.1 课题背景随着计算机技术的发展以及计算机网络的逐渐普及，英特网成为人们查找信息的重要场所。
二十一世纪是信息的时代，所以信息的交换和信息流通显的特别重要。
因此网上书店的出现成为必然。
1.2 课程设计目的随着计算机的广泛应用，其逐步成为现代化的标志。
书店等，在正常运行过程中总是面对大量的客户信息，书籍信息以及两者相互作用产生的购书信息。
因此需要对客户资源、书籍资源、购书信息及书籍信息进行管理，及时了解各个环节中信息的变更，要对因此而产生的单据进行及时的处理，为了书店自动化的管理，能够更快速的满足客户的要求，提高各种工作的效率，现对其设计相应的系统，以达到上述的目的。
网上书店信息管理系统的主要功能是实现书籍信息管理及购书的自动化。
围绕这一主要功能，本系统涉及到以下核心功能:上传管理，修改管理，查询管理。
除了这些核心功能外，还包括一些基本和辅助功能，如：商家和客户的注册、登录，客户的购书等。
1.3课程设计任务本课程设计任务是通过开发一个网上书店信息管理系统，学习数据库系统的设计与开发，采用QT Creator和oracal等软件为开发工具。
通过对计算机硬件和软件解决方案的论证，对应用领域进行调查分析，参考各种资料和进行数据库系统开发实践。
在指导老师的帮助下，已经基本上成功地实现了设计任务书的要求，使得设计的数据库系统能够实现一般数据库的管理。
高阶系统性能分析------自控课设
课程设计题目高阶系统性能分析学院专业班级姓名指导教师2012年1月4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: 高阶系统性能分析 初始条件：设单位系统的开环传递函数为122(1)()(24)(1)p K s G s s s s s ττ+=+++ 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、 当120ττ==时，绘制根轨迹并用Matlab 求取单位阶跃响应、单位斜坡响应，并求取动态和稳态性能指标2、 当12120.2,05,0ττττ====和时，分别绘制闭环系统根轨迹并用Matlab 求取单位阶跃响应、单位斜坡响应，并求取动态和稳态性能指标 3、 当12120,0.20,5ττττ====和时，分别绘制闭环系统根轨迹并用Matlab 求取单位阶跃响应、单位斜坡响应，并求取动态和稳态性能指标 4、 比较上述三种情况的仿真结果，分析原因，说明增加零极点对系统性能的影响。
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 日目录引言 (1)1 三阶系统的性能分析 (2)1.1绘制根轨迹图 (2)1.2求取单位阶跃响应 (3)1.3求取单位斜坡响应 (4)1.4求取性能指标 (5)2 增加一个开环零点 (7)2.1绘制根轨迹图 (7)2.2求取单位阶跃响应 (9)2.3求取单位斜坡响应 (11)2.4求取性能指标 (12)3 增加一个开环极点 (14)3.1绘制根轨迹图 (14)3.2求取单位阶跃响应 (16)2.3求取单位斜坡响应 (18)3.4求取性能指标 (19)4 结果分析 (21)4.1开环增益对系统的影响 (21)4.2增加开环零极点对系统性能的影响 (22)结束语 (24)参考文献 (25)附录手工绘制根轨迹的步骤 (26)引言在现代科学技术的众多领域中，自动控制技术起着越来越重要的作用。
所谓自动控制，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（即控制量）自动地按照预定的规律运行。
高阶系统分析与设计参考报告
课程设计题目高阶系统分析与设计学院自动化学院专业电气工程及其自动化班级电气1005班姓名王萍指导教师张立炎2013 年 1 月22 日课程设计任务书学生姓名： 王萍 专业班级： 电气1005班 指导教师： 张立炎 工作单位： 武汉理工大学 题 目: 高阶系统分析与设计初始条件：某单位反馈系统开环传递函数为)180)(4)(225.0()(+++=s s s s Ks G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 绘制根轨迹，并详述手工绘制根轨迹的步骤、计算相关根轨迹参数2、 K ＝300，判断系统的稳定性，用Matlab 绘制单位阶跃响应曲线，并观测稳态误差3、 用Matlab 绘制K ＝300时的Bode 图和Nyquist 图4、 K=300时，计算开环截至频率、相位裕度及幅值裕度5、 K=300时，设计校正装置，满足以下条件：(a) 阶跃输入稳态误差为0(b) 相角裕度≥55°，幅值裕度≥6db (c) 截至频率不小于校正前的截至频率6、 用Matlab 绘制校正后的Bode 图和Nyquist 图7、 认真撰写课程设计报告。
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 (1)1 基本概念 (2)1.1 开环传递函数 (2)1.2 根轨迹 (2)1.3 Bode图和Nyquist图 (2)2 高阶系统的分析 (2)2.1 根轨迹参数计算 (2)2.2 Matlab绘制根轨迹 (3)2.3 稳定性 (4)2.4 单位阶跃响应 (5)2.5 Bode图 (6)2.6 Nyquist图 (7)2.7 开环截至频率、相位裕度及幅值裕度 (7)3 高阶系统的校正 (8)3.1 校正设计 (8)3.2 校正步骤 (8)3.3 校正后Bode图和Nyquist图 (9)总结 (11)参考文献 (12)摘要MATLAB可以进行矩阵运算，绘制函数和数据，实现算法，实现用户界面，连接其他编程语言的程序等。
系统分析与设计报告
系统分析与设计报告在当今数字化和信息化的时代，系统的分析与设计成为了推动各个领域发展的关键环节。
无论是企业的管理信息系统、电子商务平台，还是医疗保健的信息化系统，乃至教育领域的在线学习平台，都离不开精心的系统分析与设计。
系统分析是理解和定义一个系统应该做什么的过程。
它涉及对现有系统的研究，以确定其优点、缺点和改进的机会。
在进行系统分析时，首先要明确系统的目标和用户需求。
这就需要与相关的利益相关者进行充分的沟通，包括系统的使用者、管理者、维护者等。
通过访谈、问卷调查、观察等方法，收集他们对系统的期望和要求。
以一个企业的客户关系管理系统（CRM）为例，我们需要了解销售团队希望能够方便地跟进客户信息，市场部门期望能有效地进行营销活动策划和效果评估，管理层则关注客户数据的分析和决策支持。
同时，还需要考虑到不同部门之间的数据共享和协作需求。
对系统的功能需求进行详细的分析也是至关重要的。
这包括确定系统需要执行的具体操作，如客户信息的录入、查询、修改、删除，销售机会的跟踪，报表的生成等。
同时，还要考虑非功能需求，如系统的性能、安全性、可用性、可维护性等。
性能方面，系统要能够快速响应用户的操作，特别是在处理大量数据时；安全性则要保证客户数据的保密性和完整性；可用性要求系统具有友好的用户界面，易于操作和学习；可维护性则关系到系统未来的升级和扩展。
在系统分析的过程中，数据流程分析也是一项重要的工作。
通过绘制数据流程图，可以清晰地展示数据在系统中的流动过程，包括数据的输入、处理、存储和输出。
这有助于发现数据的冗余、不一致和流程中的瓶颈，从而优化系统的设计。
系统设计则是在系统分析的基础上，确定系统如何实现其功能和满足需求。
系统架构的设计是系统设计的重要组成部分。
根据系统的规模和复杂性，可以选择集中式架构、分布式架构或多层架构等。
例如，对于一个大型的电子商务平台，可能采用分布式架构，将不同的功能模块分布在多个服务器上，以提高系统的性能和可扩展性。
系统分析与设计报告案例
班级：学号：学号：学号：XXXXX系统系统分析与设计报告指导老师：姓名: 姓名:姓名: 版本：日期：目录一、引言1.1项目背景介绍 (2)1.2现存问题及系统目标 (2)1.3可行性分析 (3)二、系统分析2.1 功能需求描述 (4)2.2 非功能需求描述 (4)2.3 ER 图 (4)2.4数据流程图 (4)2.5数据字典 (6)2.6 xxxx (6)三、系统设计3.1 xxx (11)3.2 xxx (15)3.3 xxx (16)一、引言1.1 项目背景介绍随着电脑的普及与使用，现在的管理也提升了一个档次，渐渐实现了无纸化办公，即从原来的人工记录管理模式转变为电脑一体化管理。
高校是科研的阵地，后勤的公寓管理也应该一改传统的人工管理，更加信息化，时代化，节省人力物力，提高效率。
基于这一点，开发此学生宿舍管理系统。
学生宿舍管理系统，是以高校的管理方式为实例而设计的一种实用型管理系统。
本系统最大的特点是通用性、简单操作性，适用于同行业以及一些同类型的企业管理。
随着学校寄宿人员的增多，公寓管理人员的负担越来越重，为了让所有公寓管理人员能从繁重的工作中解脱出来，实现无纸化办公；使工作更有条理，更方便，更有效率而开发出这套宿舍管理系统。
系统从对学生的分房开始到最后的宿舍管理全部电脑化。
它主要包括：住宿管理、信息查询、费用管理、财产管理、宿舍评比，可以更快地了解到每个学生的住宿情况, 使公寓的管理效率更高，做的更好！1.2 现存问题及系统目标对于当今大学校园内的学生公寓来说，其数据量大，各种信息管理内容复杂，查询和管理学生信息和校园内的宿舍信息等工作由人工完成将是很累的，也许还很不切实际，不仅浪费了许多人力物力资源，而且还很容易出现差错，有一个符合要求的软件对其进行智能化的学生公寓管理是最好不过的，节省了人力物力资源，并且对各种信息的把握和操作也更加方便了，对所有信息有了一个全局的掌握。
随着学校寄宿人员的增多，公寓管理人员的负担越来越重，为了让所有公寓管理人员能从繁重的工作中解脱出来，实现无纸化办公，使工作更有条理、更方便、更有效率，而开发出这套公寓管理软件。
高阶系统第二部分
自动控制理论实验课程实验三：高阶系统稳定性分析实验第二部分：临界稳定增益求解和阶跃响应分析主讲内容1典型Ⅰ型三阶闭环系统2高阶系统稳定性实验分析2高阶系统增益对输出的影响典型Ⅰ型三阶单位反馈闭环系统的系统框图以及各环节传递函数：一、典型Ⅰ型三阶闭环系统1、传递函数)1)(1(111)()()()(21212211321++=⋅+⋅+==S T S T TiS K K TiS S T K S T K S G S G S G S G 212121)1)(1()(1)()(KK S T S T TiS K K S G S G S +++=+=φ系统开环传递函数：系统闭环传递函数：)s (R +-111+S T K 122+S T K )s (C ST i 1（式2）(式1)典型Ⅰ型三阶闭环系统的模拟电路图：2、模拟电路构成100K 100K-+100KR1 500KR2 100K100KR4 500K10K10KC1 2uC2 1uC3 1u可变电阻R-+-+-+-+R （t ）C （t ）本例中的Ⅰ型三阶单位反馈闭环系统模拟电路由一个积分环节和两个惯性环节构成：将模拟电路中的各环节参数带入，得到该电路的开环传递函数为：SS S K S S S K S G ++=++=236.005.0)15.0)(11.0()(该电路的闭环传递函数为：KS S S KK S S S K S +++=+++=236.005.0)15.0)(11.0()(φ其中：积分时间常数：惯性时间常数：111=⨯=C R T i 1/231==R R K 1.0231=⨯=C R T 5.0342=⨯=C R T RK R R K /500/4==（式3）（式4）二、高阶系统临界稳定增益计算举例1、劳斯判据法闭环系统的特征方程为：特征方程标准式：把各项系数代入特征方程标准式，对照劳斯表规则，建立得Routh 行列阵为：06.005.0,0)(123=+++⇒=+K S S S S G 0322130=+++a S a S a S a 006.005.06.06.0105.00001233130211312203KSKS K S S a Sa a a a a S a a S a a S −⇒−以上一节中的典型Ⅰ型三阶单位反馈闭环系统为例，进行系统稳定性分析和临界稳定增益计算。
高阶系统分析与设计
2）实轴上的根轨迹为（-180，-4）和（-0.225，0） 。 3）系统的 m=0，n=4，故根轨迹的渐近线为 4 条，渐近线与实轴的交角分别为
π
3π 5π 7π 4 ， 4 ， 4 ， 4 ；交点横坐标为
0 − 0.225 − 4 − 180 7369 =− ≈ −46.06 ，即交点为 4 160
n 1 1 = ∑ ∑ d − z j i 1 d − pi j 1= = m
5）确定根轨迹的起始角与终止角。根轨迹离开开环复数极点处的切线与正实轴的夹 角，称为起始角，以 终止角，以
i
θ p = (2k + 1)π + (∑ ϕ z p − ∑ θ p p );
= j 1= j 1
j i j i
ϕz
(j ≠ i)
6）确定根轨迹与虚轴的交点。若根轨迹与虚轴相交，则交点上的 用劳思判据确定，也可令闭环特征方程中的 求得。
பைடு நூலகம்
K * 值和
ω 值可
s = jω
，然后分别令其实部和虚部为零而
图 1-1 系统根轨迹
根轨迹相关参数计算如下： 1）系统的极点为
p1 =0， p2 =-0.225， p3 =-4， p4 =-180；系统无零点。
wc=0.65;k=300;n1=1 d1=conv(conv(conv([1,0],[1,0.225]),[1,4]),[1,180]) beta=9.5;T=1/(0.1*wc) betat=beta*T;Gc1=tf([T,1],[betat,1]) 运行后求得滞后校正器的传递函数为
Gc1 ( s ) =
θ p 表示；根轨迹进入开环复数零点处的切线与正实轴的夹角，称为
i
j
自动控制原理高阶系统分析
m 1
(s z )
i
m
(s s ) (s
j j 1 k 1
q
i 1 r
2
2 2 k nk s nk )
闭环特征方程 特征方程的根
Ts 1 0
s －1/T
2 s 2 2 n s n 0
2 ( s s0 )( s 2 2n s n ) 0
k
k
[
N ( s) ( s sk )]s sk S D(s)
1．稳定性分析
lim c暂 (t ) 0 ；
t
② 闭环特征方程的根全部位于 s 平面的左半平面；③ （从时域响应曲线上判别） ：当 t 定性分析 高阶（一对共轭主导极点） 解析法 近似计算 高阶（一个实主导极点） 图解法（计算机仿真分析）
t s 0
时，响应（输出）曲线趋于给定值；④
求性能指标 求性能指标
劳斯稳定判据。
三 、 系 统 分 析
稳：求最大超调量 % 2 ． 性 能 分 析 动态性能 快：求 t r 、 t d 、 t p 、 t s
二阶 一阶
准：求稳态误差终值 essr () 或 essn () ；① 终值定理： ess () 稳态性能 ③先求偏差 E(s)的拉普拉斯反变换 L
j 1
q
s jt
Dk e k nk t sin(nk 1 k2 t k )
k 1
r
1 2 d n 1 2 ， tg 1
Aj [
N ( s) ( s s j )]s s j Dk 2 [ N ( s) ( s sk )]s s S D( s ) S D(s)
系统分析与设计综合报告
系统分析与设计综合报告摘要：系统分析与设计是软件开发的重要环节，本文主要从需求分析、系统设计和系统实现三个方面进行综合报告。
在需求分析中，通过用户访谈和需求调研，明确了系统的功能和业务流程。
在系统设计中，采用UML建模工具进行系统结构和流程的设计。
在系统实现中，使用Java语言编写代码，实现了系统的基本功能。
通过本次综合报告，对系统分析与设计的流程和方法进行了总结，为开发出高质量的软件系统提供了参考。
关键词：系统分析与设计、需求分析、系统设计、系统实现、UML建模、Java编程一、引言二、需求分析需求分析是确定软件系统功能和流程的过程。
在本次项目中，我们通过用户访谈和需求调研的方式获取了用户的需求，并针对不同的用户类型进行了需求分类和优先级排序。
通过需求分析，我们明确了系统的功能和业务流程，为后续的设计和开发提供了指导。
三、系统设计系统设计是根据需求分析的结果，确定软件系统的结构和流程。
在本次项目中，我们使用UML建模工具进行系统的设计。
通过绘制用例图、类图、顺序图和活动图等，我们明确了系统的各个组件和模块之间的关系。
此外，我们还进行了数据库的设计和接口的定义，为系统的实现提供了基础。
四、系统实现系统实现是将系统设计的结果转化为可运行的软件程序的过程。
在本次项目中，我们选择使用Java语言进行开发。
通过编写代码，我们实现了系统的基本功能，如用户登录、信息查询和数据统计等。
此外，我们还进行了系统的测试和调试，确保系统在运行过程中的稳定性和正确性。
五、总结通过本次综合报告，我们对系统分析与设计的过程进行了总结。
在需求分析中，明确了系统的功能和业务流程；在系统设计中，采用UML建模工具进行系统结构和流程的设计；在系统实现中，使用Java语言编写代码，实现了系统的基本功能。
通过本次综合报告，我们深入了解了系统分析与设计的流程和方法，为以后开发出高质量的软件系统提供了参考。
第六节高阶系统分析
时域分析法--高阶系统分析
C(s)
C(s)
C(s) 题目2-8 图2-66
1
+
R(s) + -
+ D-
+
1+T1(s) 1+T2(s)
K1/s K2/s
A + C(s)
+ B 题目2-8
图2-66
方法一：根据结构图所反映的数学关系，设三个变量，列方 程求解C(s)/R(s)
C=A+B, D=R-C, A=(D+B)[1+T1(s)]K1/s, B=(D-A)[1+T2(s)]K2/s
2
+
R(s) +
+
-
-
+
1+T1(s) 1+T2(s)
K1/s K2/s
+ C(s)
+ 题目2-8 图2-66
有5个单独环路，没有相互接触的环路
L1=-[1+T1(s)]K1/s,
L2=-[1+T2(s)]K2/s,
L3=[1+T1(s)]K1/s*[1+T2(s)]K2/s,
L4=-[1+T1(s)]K1/s*[1+T2(s)]K2/s,
+ R(s) -
G1(s) + -
H2(s)
G2(s)
+ -
H1(s)
题目2-6 图2-64
H1(s)
N(s)
R(s) + -
G1(s) + +
++
H3(s) 题目2-7 图2-65
+
实验三高阶系统的瞬态响应和稳定性分析设计性实验
实验三 高阶系统的瞬态响应和稳定性分析（设计性实验）一、实验目的1. 通过实验，进一步理解线性系统的稳定性仅取决于系统本身的结构和参数，它与外作用及初始条件均无关的特性；2. 研究系统的开环增益K 或其它参数的变化对闭环系统稳定性的影响。
二、实验设备同实验一。
三、实验内容观测三阶系统的开环增益K 为不同数值时的阶跃响应曲线；研究三阶系统的稳定性。
四、实验原理三阶及三阶以上的系统统称为高阶系统。
一个高阶系统的瞬态响应是由一阶和二阶系统的瞬态响应组成。
控制系统能投入实际应用必须首先满足稳定的要求。
线性系统稳定的充要条件是其特征方程式的根全部位于S 平面的左方。
应用劳斯判据就可以判别闭环特征方程式的根在S 平面上的具体分布，从而确定系统是否稳定。
本实验是研究一个三阶系统的稳定性与其参数Ｋ对系统性能的关系。
三阶系统的方框图和模拟电路图如图3-1、图3-2所示。
图3-1 三阶系统的方框图图3-2 三阶系统的模拟电路图（电路参考单元为：U 7、U 8、U 9、U 11、U 6） 图3-1对应的系统开环传递函数为： )15.0)(11.0()1)(1()(2121++=++=S S S K K S T S T S K s G τ 式中τ=1s ，S T 1.01=，S T 5.02=，τ21K K K =，11=K ，5102XK R =（其中待定电阻R x 的单位为K Ω），改变R x 的阻值，可改变系统的放大系数K 。
由开环传递函数得到系统的特征方程为020201223=+++K S S S由劳斯判据得0<K<12 系统稳定K ＝12 系统临界稳定K>12 系统不稳定 其三种状态的不同响应曲线如图3-3的a)、b)、c)所示。
a) 不稳定 b) 临界 c)稳定图3-3三阶系统在不同放大系数的单位阶跃响应曲线五、实验步骤请自行提出实验步骤，选择实验台上的通用电路单元设计并组建相应的模拟电路。
系统分析与设计综合报告
系统分析与设计综合报告在当今数字化和信息化的时代，系统分析与设计成为了构建高效、可靠和用户友好型系统的关键环节。
无论是企业管理系统、电子商务平台，还是智能手机应用，都离不开精心的系统分析与设计工作。
接下来，让我们深入探讨系统分析与设计的各个重要方面。
首先，系统分析是理解现有系统、识别问题和确定需求的过程。
这就像是给一个复杂的机器做全面的“体检”，找出它的毛病和需要改进的地方。
在这个阶段，我们需要与相关的利益相关者进行充分的沟通，包括用户、管理人员、技术人员等等。
通过访谈、观察和文档分析等方法，收集关于系统的各种信息。
比如，了解用户在使用现有系统时遇到的困难，业务流程中存在的瓶颈，以及对新系统的期望和功能需求。
举个例子，假设我们要为一家物流公司设计一个货物跟踪系统。
在系统分析阶段，我们会与送货员、仓库管理员、客户服务代表以及公司管理层交流。
送货员可能会反映在记录货物位置时操作繁琐，容易出错；仓库管理员可能会提到库存管理不够精确，导致货物积压或短缺；客户服务代表则可能接到客户关于无法及时获取货物运输状态的投诉。
这些都是我们在系统分析中需要关注和解决的问题。
需求确定后，就进入了系统设计阶段。
系统设计可以看作是根据需求绘制系统的“蓝图”。
它包括总体设计和详细设计两个部分。
总体设计确定系统的架构、模块划分和主要的技术选型。
比如，是采用集中式架构还是分布式架构，使用哪种数据库管理系统，选择什么样的开发语言和框架。
详细设计则更加关注每个模块的内部实现细节，包括算法设计、数据结构定义、界面布局和交互流程等。
以刚才的货物跟踪系统为例，在总体设计中，我们可能会将系统划分为货物信息管理模块、运输路径规划模块、实时跟踪模块和报表统计模块。
在详细设计中，对于货物信息管理模块，我们要确定如何存储货物的基本信息、状态变化记录等数据，设计数据录入和查询的界面；对于实时跟踪模块，要考虑采用何种定位技术获取货物的位置信息，并以直观的方式展示给用户。
第四节高阶系统分析
s s j1 s p j l1
s2 2 lnl s nl2
Friday, March 29, 2024
4
高阶系统分析，单位阶跃响应
c(t) 0
n1
e pjt j
j 1
n2
n2
e lnlt l
cos nl
1l2t
elnlt l
sin nl
l 1
l 1
1l2t
可见，c(t)不仅与 p j , l ,nl （闭环极点）有关，而且与系数
利用主导极点的概念可以对高阶系统的特性做近似的估计分析。 高阶系统近似简化原则：
在近似前后，确保输出稳态值不变；
在近似前后，瞬态过程基本相差不大。
Friday, March 29, 2024
7
例如：(s)
(s2
n2(s z) 2 ns n2 )(s
p)
如果： z 5以及 p 5
n
n
bm s m an s n
bm1sm1 ... b0 an1sn1 ... a0
,
m
n
写成零极点形式： m kg (s zi )
(s) n1
i 1 n2
, n1 2n2 n, m n
(s p j )
(s2
2
l nl
s
2 nl
)
j 1
l 1
其单位阶跃响应函数为：
C(s) (s) 1 0 n1 j n2 l (s l nl ) l nl 1 l2
影响瞬态特性的有两个因素：第一是
p3和 p1, p2 的相对位置。当 1
时p3n，，表它示表示
p3
离虚轴
远， p1, p2 离虚轴近，系统的瞬态特性主要由 p1, p2 决定，
系统分析与设计综合报告
系统分析与设计综合报告专业：软件工程（独立本科段）准考证号码：姓名：图书进销存系统着二十一世纪的到来，人类不断进步，科技得到了飞速发展，计算机科学日渐成熟，其强大的功能已为人们深刻认识，越来越多的职业需要具有计算机的应用技能。
从而各项工作都已从繁琐的手工操作中解脱出来，在逐步实现无纸办公。
网络的诞生更是人类世界空前的创举，随着网络的普及，以及信息技术的发展使网络渐渐的和我们的生活融合在一起。
连社会上的团体——图书行业也渐渐被网络连接在了一起，渐渐用计算机在网络上办公。
一个现代化的书店在正常运营中总是面对大量的进书信息、售书信息、退货信息、库存信息、统计分析信息、相关人员管理信息等。
传统的管理方法既浪费人力物力财力，又容易导致各种错误的发生。
不但管理起来及其不方便，而且极容易出现漏洞，从而造成不可估量的损失。
因此实现一个智能化、系统化、信息化的书店图书管理系统是十分必要的。
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《书店进销存管理系统》经过广泛调查研究和扎实可靠的系统分析后，以真正产品化的方式进行了精心设计，精心开发的一套书店进销存管理系统，系统集图书采购、库存、销售管理于一体，功能模块清晰，操作简便快捷。
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一．系统可行性分析1系统目标1.1了解读者需求合理周转经费信息管理系统就是为实现的各类信息管理服务，对书店本身而言，不仅可以提供多种服务功能，而且能使书店管理更规范，工作效率高，了解读者对各类书籍的需求量，减少书籍堆积量。
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课程设计题目高阶系统分析与设计学院自动化学院专业电气工程及其自动化班级电气1005班姓名王萍指导教师张立炎2013 年 1 月22 日课程设计任务书学生姓名： 王萍 专业班级： 电气1005班 指导教师： 张立炎 工作单位： 武汉理工大学 题 目: 高阶系统分析与设计初始条件：某单位反馈系统开环传递函数为)180)(4)(225.0()(+++=s s s s Ks G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 绘制根轨迹，并详述手工绘制根轨迹的步骤、计算相关根轨迹参数2、 K ＝300，判断系统的稳定性，用Matlab 绘制单位阶跃响应曲线，并观测稳态误差3、 用Matlab 绘制K ＝300时的Bode 图和Nyquist 图4、 K=300时，计算开环截至频率、相位裕度及幅值裕度5、 K=300时，设计校正装置，满足以下条件：(a) 阶跃输入稳态误差为0(b) 相角裕度≥55°，幅值裕度≥6db (c) 截至频率不小于校正前的截至频率6、 用Matlab 绘制校正后的Bode 图和Nyquist 图7、 认真撰写课程设计报告。
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 (1)1 基本概念 (2)1.1 开环传递函数 (2)1.2 根轨迹 (2)1.3 Bode图和Nyquist图 (2)2 高阶系统的分析 (2)2.1 根轨迹参数计算 (2)2.2 Matlab绘制根轨迹 (3)2.3 稳定性 (4)2.4 单位阶跃响应 (5)2.5 Bode图 (6)2.6 Nyquist图 (7)2.7 开环截至频率、相位裕度及幅值裕度 (7)3 高阶系统的校正 (8)3.1 校正设计 (8)3.2 校正步骤 (8)3.3 校正后Bode图和Nyquist图 (9)总结 (11)参考文献 (12)摘要MATLAB可以进行矩阵运算，绘制函数和数据，实现算法，实现用户界面，连接其他编程语言的程序等。
主要运用于工程计算，控制设计，信号处理与通讯，图像处理，信号检测。
设计通过计算和绘制根轨迹图得出系统闭环根轨迹特性，通过其阶跃响应可知其稳定性，再有Bode图和Nyquist图得出系统的相频关系，然后按照要求校正系统，从而提高系统的性能。
关键词：MATLAB、根轨迹、相频关系、校正系统高阶系统分析与设计1 基本概念1.1 开环传递函数传递函数是指零初始条件下线性系统响应的拉普拉斯变换与激励量的拉普拉斯变换的比值。
记做G （s ）=R(s)/C(s)。
其中R(s)，C(s)分别是输入和输出的拉普拉斯变换。
系统的传递函数是与描述其运动规律的微分方程对应的，能够分析系统的动态特性，稳定性，或者根据给定的要求综合控制系统，设计满意的控制器。
开环传递函数是开环系统的动态特性，如果知道反馈环节，可以推算出闭环传递函数。
本设计的开环传递函数是：)180)(4)(225.0()(+++=s s s s Ks G1.2 根轨迹根轨迹简称根迹，它是开环系统某一参数从零变到无穷时，闭环系统特征方程的跟在s 平面上变化的轨迹。
当开环增益从零变到无穷时，如果根轨迹不会越过虚轴进入到右半平面时，系统对所有的K 都是稳定的。
根轨迹可以分析系统参数和结构已定的系统时域响应特性，以及参数变化对时域响应特性的影响，而且还可以根据对时域响应特性的要求确定可变参数及调整系统开环零极点的位置，并改变他们的个数，也就是根轨迹法可用于解决线性系统的分析与综合问题。
1.3 Bode 图和Nyquist 图伯德图又称幅频响应和相频响应曲线图。
奈奎斯特稳定判据：对于闭环系统，如果开环传递函数在右半平面上有K 个极点，则为了系统稳定，当变点s 通过奈奎斯特轨迹时，开环传递函数轨迹必须逆时针包围-1+j0点K 次。
2 高阶系统的分析2.1 根轨迹参数计算①开环极点：0，-0.225，-4，-180开环零点：没有所以可以知道在【-180，-4】和【-0.225,0】之间有根轨迹。
②n=4，m=0，所有根轨迹有4条。
渐近线有n-m=4条：︒±︒±=-+=135,45)12(mn K aπϕ05625.3484255.0-=---=σa③分离点：01=-∑ini z d ，即01180141225.01=++++++d d d d 通过试探法的到 7.2-=d 角度： ︒45 ︒135 ︒225 ︒315 ④确定与虚轴的交点： 闭环特征方程式为01624.761225.184234=++++K s s s s将ωj s =带入上述方程，令实部和虚部分别为零，得到94.0±=ω即根轨迹与虚轴的交点。
2.2 Matlab 绘制根轨迹程序：a=[];b=[0 -0.225 -4 -180]; h=zpk(a,b,1); rlocus(h) 根轨迹图如图2-1所示。
手工绘图步骤：①根轨迹的起点是开环极点（0 -0.225 -4 -180），终点是开环零点，本设计中没有零点，那么就是指向无穷远，在坐标中标出极点。
②通过前面的计算，我们知道有4跟根轨迹，4条渐近线。
其交角和交点分别为︒±︒±=-+=135,45)12(mn K aπϕ05625.3484255.0-=---=σa③其中实轴上面【-180，-4】，【-0.225,0】之间有根轨迹。
④4条根轨迹分支相遇，其分离点坐标是-0.27，分离角为︒45 ︒135 ︒225 ︒315⑤根轨迹与虚轴的交点根据前面的计算得出是94.0±。
⑥根据前面的计算绘制出根轨迹的图形。
图2-1 高阶系统根轨迹图2.3 稳定性稳定性是指系统在扰动消失后，由初始偏差状态恢复到原平衡状态的性能。
当K=300时，闭环传递函数是03001624.761225.184234=++++s s s s劳斯表：4s 1 761.4 3003s184.225 1622s760.5 3001s89.33s300根据劳斯表我们知道第一列各值为正，所以系统是稳定的。
2.4 单位阶跃响应单位阶跃响应是研究系统的位置误差，即单位阶跃输入时，反馈量与输入量之间的误差。
Matlab绘制阶跃响应程序：num=[300];den=[1,184.225,761.4,162,0];G=tf(num,den);H=1;GG=feedback(G,H);step(GG);图如下2-2所示。
图2-2 单位阶跃响应由图可知，系统的稳态误差为0，系统是稳定的。
2.5 Bode 图Matlab 绘图程序如下：num=[300];den=[1,184.225,761.4,162,0]; bode(num,den),grid; 图如下2-3所示。
图2-3 Bode 图手工绘Bode 图步骤：①横坐标按照ωlg 分度，单位为弧度/秒/ ②对数幅频曲线的纵坐标按下式分度：)(lg 20)(lg 20)(ωωωA j G L ==③对数相频特性曲线的纵坐标：按)(ωϕ线性分度，单位为度（°）④幅频曲线可以绘制渐近线，先确定交接频率，绘制低频段渐近特性线，在交接频率出斜率发生变化，如果是一阶环节，则斜率变化-20dB/dec,如果是二阶环节，则斜率变化-40dB/dec 。
⑤相频曲线的绘制时取若干个点，平滑的连接起来即可。
2.6 Nyquist 图Matlab 绘制Nyquist 图程序如下： num=300;den=[1,184.225,761.4,162,0]; nyquist(num,den) 图如下2-4所示：图2-4 Nyquist 图手工绘Nyquist 图步骤：①以ω为参变量，以)](Re[)(ωωj G U =为横坐标，)](Im[)(ωωj G V =为纵坐标。
②取若干点，平滑绘制。
例如当ω=0和∞→ω时)()(ωϕω和A 的值。
2.7 开环截止频率、相位裕度及幅值裕度开环频率特性：)180)(4)(225.0(300)(+++=ωωωωωj j j j j G222222180*4*225.0*300)()(+++==ωωωωωωj G A1804225.0900)(ωωωωarctgarctgarctgj G ---︒-=∠令)(ωA =1 得出截止频率=c ω0.623 相角裕度：︒=∠+=8.10)(180c j G ωγ令πω)12()(+=∠k j G 得出穿越频率938.0=x ω 幅值裕度：25.2)(1==x j G h ω3 高阶系统的校正3.1 校正设计校正要求：K=300时，设计校正装置，满足以下条件： 阶跃输入稳态误差为0相角裕度≥55°，幅值裕度≥6db 截至频率不小于校正前的截至频率。
根据要求我们知道，系统的稳态误差已经为零，系统是处于稳定状态，现在我们需要调节的是相角幅值裕度以及截止频率，所以我们可以通过串联超前校正在实现校正。
超前网络的传递函数为：Ts aTss aG c ++=11)(，式中1221>+=R R R a ，C R R R R T 2121+= 3.2 校正步骤⑴开环增益K=300。
⑵待校正系统的相角裕度︒=∠+=8.10)(180c j G ωγ幅值裕度25.2)(1==x j G h ω。
⑶相位超前角︒=︒+︒-︒=+-=2.4958.1055)('εωγγϕc m ⑷根据11arcsin+-=a a m ϕ，得出33.7=a 根据a j aG L m c m c lg 10)(lg 20)(==ωω，可以计算出aT m ω1=取截止频率等于最大超前角频率623.004.1''>==m c ωω得出s T 348.0= ⑸所以校正函数为1348.0167.211)(++=++=s s Ts aTs s aG c 根据此时的截止频率，我们算得：︒=++---︒-︒=47348.067.21804225.090180'''''''''''c c c c c arctgarctgarctgarctgarctgωωωωωγ不满足要求，此时加入一个校正增益6.0'=k ，则此时的截止频率为s rad s rad /622.0/692.0'>=ω︒>︒=5556'γ dB h 1.19=所以校正后的开环传递函数为：1348.0)167.2(*6.0*)180)(4)(225.0(300)('+++++=s s s s s s s G 3.3 校正后Bode 图和Nyquist 图图3-1 Bode 图Bode图程序：num=[480.6,180];den=[0.348,65.11,449.2,817.776,162,0];bode(num,den),grid;图如下图3-1所示。