摘要

自动控制原理理论性强，现实模型在实验室较难建立，因此利用SIMULINK进行仿真实验，可以加深我们学生对课程的理解，调动我们学习的积极性，同时大大提高了我们深入思考问题的能力和创新能力。本文针对自动控制系统的设计很大程度上还依赖于实际系统的反复实验、调整的普遍现象，结合具体的设计实例，介绍了利用较先进的MATLAB软件中的SIMULINK仿真工具来实现对自动控制系统建模、分析与设计、仿真的方法。它能够直观、快速地分析系统的动态性能、和稳态性能。并且能够灵活的改变系统的结构和参数，通过快速、直观的仿真达到系统的优化设计。

关键词：MATLAB自动控制系统仿真

Abstract

Strong theory of automatic control theory, the reality is more difficult to establish in the laboratory model, thus using the SIMULINK simulation experiment, students can deepen our understanding of the course, to mobilize the enthusiasm of our study, while greatly increasing our ability to think deeply and Innovationcapacity.In this paper, the design of automatic control system is still largely dependent on the actual system of repeated experiments, adjustment of the universal phenomenon, with specific design example, introduced the use of more advanced software in the MATLAB SIMULINK simulation tools to achieve the automatic control systemModeling, Analysis and design, simulation methods.It can intuitively and quickly analyze the dynamic performance, and steady-state performance.

Keywords: MATLAB; Automatic control; System simulation

目录

1 绪论1

1.1 题目背景、研究意义1

1.2 国内外相关研究情况1

2 自动控制概述3

2.1 自动控制概念3

2.2 自动控制系统的分类4

2.3 对控制系统的性能要求5

2.4 典型环节6

3 MATLAB仿真软件的应用10

3.1 MATLAB的基本介绍10

3.2 MATLAB的仿真10

3.3 控制系统的动态仿真11

4 自动控制系统仿真14

4.1 直线一级倒立摆系统的建模及仿真14

4.1.1 系统组成14

4.1.2 模型的建立14

4.1.3 PID控制器的设计19

4.1.4 PID控制器MATLAB仿真22

4.2 三容水箱的建模及仿真23

4.2.1 建立三容水箱的数学模型24

4.2.2 系统校正25

总结28

致谢29

参考文献30

1 绪论

1.1 题目背景、研究意义

MATLAB语言是当今国际控制界最为流行的控制系统计算机辅助设计语言，它的出现为控制系统的计算机辅助分析和设计带来了全新的手段。其中图形交互式的模型输入计算机仿真环境SIMULINK，为MATLAB应用的进一步推广起到了积极的推动作用。现在，MATLAB语言已经风靡全世界，成为控制系统CAD领域最普及、也是最受欢迎的软件环境。

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