基于Matlab的自动控制系统设计与校正课程设计
控制系统校正课程设计
目录一、设计目的 (1)二、设计内容与要求 (1)设计内容 (1)设计条件 (1)设计要求 (1)三、设计方法 (1)1、自学MATLAB (1)2、校正函数的设计 (1)3、函数特征根 (3)4、函数动态性能 (5)5、根轨迹图 (8)6、Nyquist图 (10)7、Bode图 (12)参考文献 (15)一、设计目的：、了解控制系统设计的一般方法、步骤。
2、掌握对系统进行稳定性分析、稳态误差分析以及动态特性分析的方法。
3、掌握利用MATLAB 对控制理论内容进行分析和研究的技能。
4、提高分析问题解决问题的能力。
二、设计内容与要求：设计内容：1、阅读有关资料。
2、对系统进行稳定性分析、稳态误差分析以及动态特性分析。
3、绘制根轨迹图、Bode 图、Nyquist 图。
4、设计校正系统，满足工作要求。
设计条件：已知单位负反馈系统的开环传递函数： 0()11(1)(1)26K G S S S S =++ ，试用频率法设计串联滞后校正装置，使系统的相位裕度为00402γ=±，增益裕度不低于10dB ，静态速度误差系数17V K s -=，剪切频率不低于1rad/s 。
设计要求：• 能用MATLAB 解复杂的自动控制理论题目。
• 能用MATLAB 设计控制系统以满足具体的性能指标。
• 能灵活应用MATLAB 的CONTROL SYSTEM 工具箱和SIMULINK 仿真软件，分析系统的性能。
三、设计步骤：1、自学MATLAB 软件的基本知识。
包括MATLAB 的基本操作命令、控制系统工具箱的用法等，并上机实验。
2、基于MATLAB 用频率法对系统进行串联校正设计，使其满足给定的频域性能指标。
要求程序执行的结果中有校正装置传递函数和校正后系统开环传递函数，校正装置的参数,等的值。
解：⑴. 求满足稳态误差要求的系统开环增益.-100007lim ()()lim 11(1)(1)26=7v s s K s K sG s H s SS K →→===++= 即被控对象的传递函数为：7=11s(1)(1)26S S ++ G(s)= 32712s +s +s 123= 3270.083s +0.667s +s ⑵.利用已经确定的开环增益k,画出未校正的系统的Bode 图，求出 相位裕度和幅值裕度。
matlab校正课程设计
matlab校正课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解Matlab在校正技术中的应用，掌握基本的图像校正原理和方法；2. 学生能运用Matlab软件进行图像的几何变换、灰度变换等校正操作；3. 学生了解图像校正技术在现实生活中的应用，如摄影、遥感图像处理等。
技能目标：1. 学生能熟练使用Matlab软件进行图像校正操作，包括读取、显示、保存图像等基本操作；2. 学生能运用所学知识解决实际问题，如对图像进行畸变校正、对比度增强等；3. 学生具备分析图像校正结果的能力，能够根据需求调整校正参数以获得满意的效果。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习Matlab校正课程，培养对图像处理技术的兴趣，提高学习的积极性和主动性；2. 学生在学习过程中，养成合作、探究的学习习惯，培养团队协作能力；3. 学生能够认识到图像校正技术在实际应用中的重要性，激发他们将所学知识应用于实际问题的热情。
课程性质：本课程为选修课，适用于高年级学生，要求学生具备一定的Matlab编程基础和图像处理知识。
学生特点：学生具备一定的编程能力和图像处理知识，对Matlab校正技术有一定了解，但实践经验不足。
教学要求：结合课程性质和学生特点，注重实践操作，培养学生的动手能力和解决问题的能力。
通过案例教学，使学生能够将所学知识应用于实际问题。
同时，注重培养学生的团队协作能力和创新精神。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行有效的教学设计和评估。
二、教学内容1. 图像校正原理- 图像几何变换：旋转、缩放、翻转等；- 图像灰度变换：线性、对数、幂次等变换。
2. Matlab图像校正操作- 图像读取、显示和保存；- 几何变换函数：imrotate、imresize等；- 灰度变换函数：imadjust、histeq等。
3. 实践案例- 摄影图像畸变校正；- 遥感图像对比度增强；- 其他实际应用场景的校正处理。
4. 教学大纲安排- 第1周：图像校正原理介绍，学习图像几何变换和灰度变换；- 第2周：Matlab图像校正操作学习，掌握相关函数的使用；- 第3周：实践案例1，学生分组进行摄影图像畸变校正；- 第4周：实践案例2，学生分组进行遥感图像对比度增强；- 第5周：课程总结与展示，学生分享学习成果。
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。
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≥。
matlab课程设计自动控制原理
matlab课程设计自动控制原理一、教学目标本课程的目标是使学生掌握自动控制原理的基本概念和MATLAB在自动控制领域的应用。
通过本课程的学习，学生应能理解自动控制系统的组成、工作原理和设计方法，熟练运用MATLAB进行自动控制系统的分析和仿真。
知识目标：学生通过本课程的学习，应掌握自动控制基本理论、MATLAB基本操作和自动控制系统仿真方法。
技能目标：学生应能熟练使用MATLAB进行自动控制系统的建模、仿真和分析，具备一定的实际问题解决能力。
情感态度价值观目标：培养学生对自动控制技术的兴趣和热情，提高学生运用现代技术手段进行科学研究的能力，培养学生的创新精神和团队合作意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括自动控制原理的基本概念、MATLAB的基本操作和自动控制系统的仿真方法。
1.自动控制原理：包括自动控制系统的组成、数学模型、稳定性分析、控制器设计和校正方法等。
2.MATLAB基本操作：包括MATLAB的安装和启动、变量和数据类型、矩阵运算、编程和函数的使用等。
3.自动控制系统仿真：包括MATLAB仿真环境的设置、Simulink的介绍和应用、控制系统仿真的方法和步骤等。
三、教学方法本课程采用讲授法、案例分析法和实验法相结合的教学方法。
1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握自动控制原理的基本概念和MATLAB的基本操作。
2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生理解和掌握自动控制系统的建模和仿真方法。
3.实验法：通过上机实验，使学生熟练掌握MATLAB自动控制系统仿真工具的使用，提高学生的实际操作能力。
四、教学资源本课程的教学资源包括教材、多媒体资料和实验室设备。
1.教材：选用《自动控制原理》和《MATLAB基础教程》作为主要教材，为学生提供系统的理论知识和实践指导。
2.多媒体资料：制作课件、教学视频等，以图文并茂的形式展示自动控制原理和MATLAB的操作方法。
3.实验室设备：提供计算机和MATLAB软件，供学生进行自动控制系统的仿真实验。
《自动控制原理》课程设计
名称：《自动控制原理》课程设计题目：基于自动控制原理的性能分析设计与校正院系：建筑环境与能源工程系班级：学生姓名：指导教师：目录一、课程设计的目的与要求------------------------------3二、设计内容2.1控制系统的数学建模----------------------------42.2控制系统的时域分析----------------------------62.3控制系统的根轨迹分析--------------------------82.4控制系统的频域分析---------------------------102.5控制系统的校正-------------------------------12三、课程设计总结------------------------------------17四、参考文献----------------------------------------18一、课程设计的目的与要求本课程为《自动控制原理》的课程设计，是课堂的深化。
设置《自动控制原理》课程设计的目的是使MATLAB成为学生的基本技能，熟悉MATLAB这一解决具体工程问题的标准软件，能熟练地应用MATLAB软件解决控制理论中的复杂和工程实际问题，并给以后的模糊控制理论、最优控制理论和多变量控制理论等奠定基础。
使相关专业的本科学生学会应用这一强大的工具，并掌握利用MATLAB对控制理论内容进行分析和研究的技能，以达到加深对课堂上所讲内容理解的目的。
通过使用这一软件工具把学生从繁琐枯燥的计算负担中解脱出来，而把更多的精力用到思考本质问题和研究解决实际生产问题上去。
通过此次计算机辅助设计，学生应达到以下的基本要求：1.能用MATLAB软件分析复杂和实际的控制系统。
2.能用MATLAB软件设计控制系统以满足具体的性能指标要求。
3.能灵活应用MATLAB的CONTROL SYSTEM 工具箱和SIMULINK仿真软件，分析系统的性能。
matlab自动控制原理课程设计
matlab自动控制原理课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握MATLAB在自动控制原理中的应用，培养学生利用MATLAB进行自动控制系统分析和设计的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）理解自动控制系统的的基本概念、原理和特点；（2）熟悉MATLAB的基本操作和功能，掌握MATLAB在自动控制原理中的应用；（3）了解自动控制系统的常见分析和设计方法，并能运用MATLAB 进行实现。
2.技能目标：（1）能够运用MATLAB进行自动控制系统的建模、仿真和分析；（2）能够运用MATLAB进行自动控制系统的控制器设计和参数优化；（3）能够结合自动控制理论，对实际控制系统进行MATLAB仿真和调试。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对自动控制理论和实践的兴趣，提高学生学习的积极性；（2）培养学生勇于探索、严谨治学的科学态度；（3）培养学生团队协作、交流分享的良好习惯。
二、教学内容根据教学目标，本课程的教学内容主要包括以下三个方面：1.MATLAB基本操作和功能介绍：MATLAB的安装和配置、基本数据类型、运算符、矩阵操作、函数编写等。
2.自动控制原理：控制系统的基本概念、数学模型、稳定性分析、控制器设计、系统校正等。
3.MATLAB在自动控制原理中的应用：控制系统建模、仿真、分析方法，控制器设计及参数优化，实际控制系统调试等。
三、教学方法本课程采用多种教学方法相结合，以提高学生的学习兴趣和主动性：1.讲授法：用于讲解自动控制原理的基本概念、理论和方法。
2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生更好地理解自动控制原理及其在工程中的应用。
3.实验法：让学生动手实践，利用MATLAB进行控制系统建模、仿真和分析。
4.讨论法：学生进行分组讨论，促进学生间的交流与合作，培养学生的团队协作能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将采用以下教学资源：1.教材：《MATLAB自动控制原理与应用》。
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。
自动控制课程设计MATLAB
自动控制课程设计MATLAB一、课程目标知识目标：1. 学生能理解自动控制理论的基本原理，掌握MATLAB在自动控制中的应用；2. 学生能够运用MATLAB进行控制系统的建模、仿真与分析；3. 学生掌握控制系统的时域分析、频域分析和状态空间分析的基本方法。
技能目标：1. 学生能够运用MATLAB软件设计简单的自动控制系统，具备一定的实际操作能力；2. 学生能够通过MATLAB解决自动控制中的实际问题，具备一定的解决问题的能力；3. 学生能够运用所学知识，对自动控制系统进行性能评价和优化。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习，培养对自动控制技术的兴趣，提高学习的积极性和主动性；2. 学生在团队协作中，培养沟通、合作能力，增强团队意识；3. 学生能够认识到自动控制在现代科技领域的重要性，增强社会责任感和创新精神。
课程性质：本课程为理论与实际操作相结合的课程，强调学生在理解自动控制理论的基础上，运用MATLAB软件进行实际操作。
学生特点：高中年级学生，具备一定的数学和物理基础，对自动控制理论有一定了解，但对MATLAB软件操作相对陌生。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，引导学生通过实际操作，掌握自动控制理论及MATLAB软件应用。
在教学过程中，关注学生的个体差异，因材施教，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面均取得具体的学习成果。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面：1. 自动控制理论基本原理- 控制系统概述：控制系统基本概念、开环与闭环控制系统；- 控制系统数学模型：微分方程、传递函数、状态空间模型；- 控制系统性能指标：稳定性、快速性、准确性。
2. MATLAB在自动控制中的应用- MATLAB基本操作：数据类型、矩阵运算、函数编写；- 控制系统建模与仿真：利用MATLAB建立控制系统模型，进行时域和频域分析；- 控制系统设计：PID控制、状态反馈控制、观测器设计。
3. 实践操作与案例分析- 实践操作：运用MATLAB软件进行控制系统仿真；- 案例分析：分析典型自动控制系统的性能，并提出优化方案。
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
MATLAB自控课程设计---控制系统的综合设计
自动控制原理课程设计专业：测控技术与仪器设计题目：控制系统的综合设计学生姓名：班级：学号：指导教师：分院院长：教研室主任：电气工程学院摘要用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。
本课程设计首先针对校正前系统的稳定性能，用MATLAB画出其根轨迹、奈奎斯特曲线及伯德图进行分析，是否达到系统的要求，然后对校正装置进行参数的计算和选择，串联适当的超前校正装置。
最后用MATLAB 对校正前后的系统进行仿真分析，校正后的系统是否达到要求，并计算其时域性能指标。
最后通过硬件连接检测出串联校正前后的伯德图，对MATLAB 产生图形进行检测。
关键词：MATLAB 校正前系统校正后系统伯德图。
目录第一章自动控制原理课程介绍 (1)1.1自动控制原理 (1)1.2自动控制理论 (1)1.3自动控制系统 (1)1.4课程设计主要内容 (2)1.5该课程设计涵盖的基本知识点 (2)第二章 MATLAB概述 (3)第三章课程设计理论基础 (4)3.1设计内容 (4)3.2设计要求 (5)3.3理论计算 (5)第四章用MATLAB-SIUMLINK进行仿真分析 (8)4.1 MATLAB仿真设计 (8)4.2 SIUMLINK仿真分析 (11)第五章硬件设计与检测 (15)课程设计总结 (18)参考文献 (19)附录:校正后硬件电路连接图 (20)第一章自动控制原理课程介绍1.1自动控制原理自动控制（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（称为控制装置或控制器），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。
1.2自动控制理论自控是研究自动控制共同规律的技术科学。
它的发展初期，是以反馈理论为基础的自动调节原理，主要用于工业控制，二战期间为了设计和制造飞机及船用自动驾驶仪，火炮定位系统，雷达跟踪系统以及其他基于反馈原理的军用设备，进一步促进并完善了自动控制理论的发展。
用MATLAB进行控制系统的滞后-超前校正设计 自动化课程设计
自动化课程设计设计题目：系统超前滞后频域法校正学院：机械电气工程学院指导老师：鲁敏学生姓名：张海港学号：2008092617专业：电气工程及其自动化班级：08级（4）班课程设计任务书学生姓名： 张海港 专业班级：电气自动化08（4） 指导教师： 鲁敏 工作单位：机械电气工程学院 题 目: 控制系统的滞后－超前校正设计 初始条件：已知系统的传递函数是)15.0)(161(180)(++=s s s s G要求系统的db Kg 10≥， 345±≥γ， s Ts 3≤,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、MATLAB 作出的系统伯德图，计算系统的幅值裕量和相位裕量。
2、前向通路中插入一相位滞后－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、用Matlab 对校正前后的系统进行仿真分析，画出阶跃响应曲线，计算其时域性能指标。
5、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。
时间安排:MATLAB是一个包含大量计算算法的集合。
其拥有600多个工程中要用到的数学运算函数，可以方便的实现用户所需的各种计算功能。
函数中所使用的算法都是科研和工程计算中的最新研究成果，而前经过了各种优化和容错处理。
在通常情况下，可以用它来代替底层编程语言，如C和C++。
在计算要求相同的情况下，使用MATLAB的编程工作量会大大减少。
MATLAB的这些函数集包括从最简单最基本的函数到诸如矩阵，特征向量、快速傅立叶变换的复杂函数。
函数所能解决的问题其大致包括矩阵运算和线性方程组的求解、微分方程及偏微分方程的组的求解、符号运算、傅立叶变换和数据的统计分析、工程中的优化问题、稀疏矩阵运算、复数的各种运算、三角函数和其他初等数学运算、多维数组操作以及建模动态仿真等。
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。
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。
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)。
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。
自动控制matlab课程设计
自动控制matlab课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握自动控制理论的基本概念，学会使用MATLAB进行自动控制系统的设计和仿真。
通过本课程的学习，学生应能理解自动控制系统的原理，熟练运用MATLAB进行系统分析和仿真，提高解决实际工程问题的能力。
具体来说，知识目标包括：1.掌握自动控制系统的定义、分类和基本原理。
2.熟悉MATLAB的基本操作和功能。
3.了解自动控制系统的设计方法和仿真技术。
技能目标包括：1.能够使用MATLAB进行自动控制系统的建模和仿真。
2.能够分析自动控制系统的稳定性和性能。
3.能够针对具体的控制系统问题，设计出相应的解决方案。
情感态度价值观目标包括：1.培养学生的创新意识和团队协作精神。
2.增强学生对自动控制理论和实践的兴趣和热情。
3.培养学生解决实际问题的能力和责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括自动控制理论的基本概念、MATLAB的基本操作和功能、自动控制系统的设计方法和仿真技术。
具体来说，教学大纲安排如下：1.自动控制系统的基本概念和原理：介绍自动控制系统的定义、分类和基本原理，使学生了解自动控制系统的基本框架和运作机制。
2.MATLAB的基本操作和功能：讲解MATLAB的基本操作，如矩阵运算、绘图功能等，以及如何利用MATLAB进行自动控制系统的建模和仿真。
3.自动控制系统的设计方法和仿真技术：介绍自动控制系统的设计方法和仿真技术，并通过实例使学生掌握如何使用MATLAB进行系统分析和仿真。
三、教学方法为了实现本课程的教学目标，我们将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
通过讲授法，我们将向学生传授自动控制理论和MATLAB的基本知识，使学生能够掌握基本概念和原理。
通过讨论法，我们将激发学生的思考和创造力，培养他们解决实际问题的能力。
通过案例分析法，我们将结合实际工程案例，使学生能够将理论知识应用到实际问题中。
通过实验法，我们将培养学生的动手能力和实践能力，使学生能够熟练运用MATLAB进行自动控制系统的建模和仿真。
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。
基于Matlab的自动控制系统设计与校正课程设计
基于Mat lab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目录第一章课程设计内容与要求分析........―设计内鑒1・2设计要求 (1)1.3 Matlab 软件 (2)1・3. 1基本功能 (2)仁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3. 1校正系统的传递函数 (6)3.2 用Mat lab 仿真 (6)3. 3利用Mat I ab/S i mu I ink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昭 (12)3.4硬件设计 .................... 13 3.4.1在计算机上运行出硬件仿真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设计内容针对二阶系统W(s)= K心 + 1),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 其中R-, + R 3 [ K r = ----- ------ a = 1 + -------------= -- ---- > 1 Ri , R 4(R 2+R 3) , T = R£,“-”号表示反向输入端。
若Kc=l,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)。
11.2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Ms ）'。
」， 开环截止频率3（/ M4.4弧度/秒，相位裕量丫‘ >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=1OOK, 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=lgF、10pF 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。
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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 (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 (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 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 R4）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。
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●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。
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 TTs s W dc 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：d c L γ=ω-lg 10)('由此得：10)('10c Ld ω-=γ由T d d c 11'γ=ωγ=ω，得时间常数T 为：'c dT 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)(≤==∞ke kss e得 10k k ≥ 故取 K=10。
因此)1(10)(+=s s s ω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=0 41074.510≈=⇒r d其相位欲度：45.04.42'1'1≈==⇒⨯==ωωcddc rrT Tr w d。
1445.0145.041)(++⨯=∴s s s c ω校正后传递函数：)145.0)(1()145.0(10+++s s s sD=KΩ=⇒=⨯⨯⇒=++3.8310050504)(14423432R R R R R RR因此C=F F Tk μ1410014.0103.8445.0334=⨯=⨯⨯=-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11)()()()('+++==cs bs a s s K s W s W s W c3.2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M a g n i t u d e (d B )1010101010P h a s e (d e g )Bode DiagramGm = Inf dB (at Inf rad/sec) , Pm = 18 deg (at 3.08 rad/sec)Frequency (rad/sec)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。
M a g n i t u d e (d B )1010101010P h a s e (d e g )Bode DiagramFrequency (rad/sec)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M a g n i t u d e (d B )1010101010103P h a s e (d e g )Bode DiagramGm = Inf dB (at Inf rad/sec) , Pm = 50.1 deg (at 4.42 rad/sec)Frequency (rad/sec)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）M a g n i tu d e (d B )1010101010103P h a s e (d e g )Bode DiagramFrequency (rad/sec)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：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。