时域分析方法的计算机辅助设计设计

时域分析方法的计算机辅助设计设计

时域分析方法的计算机辅助设计

院系：机电与自动化学院

专业班级：电气工程及其自动化

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时域分析方法的计算机辅助设计Computer aided design method of time domain analysis

目录

摘要..........................................................................................I Abstract....................................................................................II 绪论 (1)

1基于MATLAB的线性系统的时域分析及仿真 (3)

1.1 基础理论概述 (3)

1.1.1 时域分析法的简述 (3)

1.1.2控制系统的动态性能指标 (3)

1.2一阶系统的时间响应及动态性能分析 (4)

1.2.1一阶系统的数学模型及单位阶跃响应 (4)

1.2.2 一阶系统的动态性能分析 (5)

1.2.3系统仿真及结果 (5)

1.3二阶系统的时间响应及动态性能分析 (6)

1.3.1 二阶系统的数学模型及单位阶跃响应 (6)

1.3.2过阻尼二阶系统动态性能指标分析 (7)

1.3.3欠阻尼二阶系统动态性能指标分析 (9)

1.3.4仿真验证 (11)

2 系统的稳定性分析及其稳态误差计算 (18)

2.1 系统稳定性概念 (18)

2.2仿真验证 (19)

2.3稳定误差分析 (20)

2.3.1 误差与稳态误差 (20)

2.3.2 稳态误差的计算 (21)

3二阶系统的Matlab实验设计及仿真 (23)

3.1实验方案及其简要步骤 (23)

3.2实验数学模型 (23)

3.3实验结果 (26)

3.3.1实验箱仿真结果 (26)

3.3.2 计算机仿真结果 (28)

结论 (29)

致谢 (30)

参考文献 (31)

附录 (32)

摘要

随着时代的进步和科技的发展，自动控制技术在航天与航空工业、电力工业，原子能工业等领域中的应用越来越广泛。同样，自动控制技术将在未来拥有更重要的地位。时域分析法是一种最基本的分析方法，可以直接在时间域中对系统进行分析校正，直观准确，可以直观的表达出时域特性，是学习频域法，复域法的基础。它是根据系统微分方程，且以拉氏变换为工具，直接求出系统时间响应，然后按照响应曲线来分析系统的性能。

论文对时域分析法的基本定义、意义及其系统性能指标进行了归纳总结,分析研究了一阶、二阶的时域响应特性及动态性能,同时利用MATLAB软件及软件中的Simulink来实现自动控制系统时域的分析。本篇论文介绍了利用MATLAB软件对自动控制系统进行线性系统分析和时域分析及仿真的方法，通过直观的分析和仿真达到自动控制系统的优化。在理论分析的初始阶段，通过一些推导的计算，从而得出了系统的性能指标包括超调量、峰值时间、稳定值和上升时间的这些理论值，然后再通过系统模块设计与仿真，从而得出相关参数与系统时域响应之间的关系。

关键词：自动控制系统时域分析MATLAB 仿真动态性能

Abstract

With the development of scientific and technological progress,Automatic control technology applications in the aerospace, power industry, the field of atomic energy industry and other more widely,Similarly, automatic control theory and technology will have a more important role in the future.Time domain analysis method is the most basic method of analysis,It can visually express the temporal characteristics, the system can be analyzed directly Correction In the time domain,Intuitive and accurate，It is the study of complex domain method and frequency-domain method basis.Time domain analysis method is based on the system of differential equations,Laplace transform as a tool to System response time obtained directly,then follow the response curve to analyze system performance.

Papers basic definition of the time-domain analysis, the significance and its static and dynamic performance indicators were summarized,It analysis of the first order, second order and higher-order systems’the time domain response and dynamic performance,Describes the use of advanced MATLAB software for automatic control system simulation and time domain analysis of linear systems with state space analysis method,Through simulation and analysis fast and intuitive automatic control system to optimize.In the theoretical analysis stage, through some derivation calculated the dynamic performance of the system: the theoretical peak time, overshoot, stable value and rise time, she then through the system design and simulation modules to draw relevant parameters qualitative relationship between the time domain response system.

Key word:Automatic control system Time-domain analysis MATLAB Dynamic Performance Simulation