高階系統(tǒng)的時(shí)域分析(課程設(shè)計(jì))

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p>　　題 目: 高階系統(tǒng)的時(shí)域分析 </p><p>　　初始條件：設(shè)單位系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為</p><p>　　要求完成的主要任務(wù): （包括課程設(shè)計(jì)工作量及其技術(shù)要求，以及說明書撰寫等具體要求）&l

2、t;/p><p>　　當(dāng)K=10，a=1，b=4時(shí)用勞斯判據(jù)判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。</p><p>　　如穩(wěn)定，則求取系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)、單位斜坡響應(yīng)和單位加速度響應(yīng)，用Matlab繪制相應(yīng)的曲線，并計(jì)算單位階躍響應(yīng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)和穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)，計(jì)算單位斜坡響應(yīng)和單位加速度響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)。</p><p>　　如不穩(wěn)定，則計(jì)算系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)K、a和b的取值范圍，在穩(wěn)定范圍內(nèi)

3、任取一值重復(fù)第2個(gè)要求。</p><p>　　繪制a=1，b=4時(shí)系統(tǒng)的根軌跡。</p><p><b>　　時(shí)間安排：</b></p><p>　　指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日</p><p>　　系主任（或責(zé)任教師）簽名： 年 月

4、 日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 高階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型1</p><p>　　2 系統(tǒng)穩(wěn)定性分析1</p><p>　　3 高階系統(tǒng)的時(shí)域分析3</p><p>　　3.1 單位階躍響應(yīng)4</p><p>　　3.1.1 求

5、單位階躍響應(yīng)4</p><p>　　3.1.2 單位階躍響應(yīng)動(dòng)態(tài)性能7</p><p>　　3.1.3 單位階躍響應(yīng)穩(wěn)態(tài)性能9</p><p>　　3.2 單位斜坡響應(yīng)10</p><p>　　3.2.1 求單位斜坡響應(yīng)10</p><p>　　3.2.2 單位斜坡響應(yīng)穩(wěn)態(tài)性能11</p>&

6、lt;p>　　3.3 單位加速度響應(yīng)11</p><p>　　3.3.1 求單位加速度響應(yīng)11</p><p>　　3.3.2 單位加速度響應(yīng)穩(wěn)態(tài)性能13</p><p>　　4 系統(tǒng)根軌跡13</p><p>　　5 設(shè)計(jì)心得體會(huì)15</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)15</b&

7、gt;</p><p><b>　　高階系統(tǒng)的時(shí)域分析</b></p><p>　　1 高階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型</p><p>　　一個(gè)高階系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)的一般形式為：</p><p>　　對(duì)分子、分母進(jìn)行因式分解，得到零極點(diǎn)形式：</p><p><b>　　(1)</b>

8、</p><p>　　式(1)中，K=b0/a0；zi ,pj分別為系統(tǒng)閉環(huán)零、極點(diǎn)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)給定的單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為</p><p><b>　　(2)</b></p><p>　　則其閉環(huán)傳遞函數(shù)為（假設(shè)為負(fù)反饋）：</p><p><b>　　(3)&

9、lt;/b></p><p><b>　　2 系統(tǒng)穩(wěn)定性分析</b></p><p>　　線性系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件為：閉環(huán)系統(tǒng)特征方程的所有根均具有負(fù)實(shí)部；或者說，閉環(huán)傳遞函數(shù)的極點(diǎn)均位于s左半平面。</p><p>　　若求出閉環(huán)系統(tǒng)特征方程的所有根，就可判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性。但對(duì)于高階系統(tǒng)來說，求特征方程根很困難，并且不易對(duì)參數(shù)進(jìn)行分析

10、?，F(xiàn)使用一種不用求解特征根來判別系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法—?jiǎng)谒狗€(wěn)定判據(jù)。</p><p>　　設(shè)系統(tǒng)的特征方程為，則可列出勞斯表如表1所示。</p><p><b>　　表1 勞斯表</b></p><p>　　按照勞斯穩(wěn)定判據(jù)，系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件為：勞斯表中第一列各值均為正。否則系統(tǒng)不穩(wěn)定，且第一列各系數(shù)符號(hào)改變次數(shù)即為特征方程正實(shí)部根的數(shù)目。

11、</p><p>　　當(dāng)K=10，a=1，b=4時(shí)，代入式(3)得到系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)</p><p>　　則系統(tǒng)的閉環(huán)特征方程為：D(s)=s4+5s3+12s2+18s+40=0. 按勞斯判據(jù)可列出如下勞斯表：</p><p>　　由于勞斯表第一列數(shù)值符號(hào)有兩次變化，故系統(tǒng)不穩(wěn)定，且存在2個(gè)正實(shí)部根?，F(xiàn)繼續(xù)用勞斯穩(wěn)定判據(jù)求原給定系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)K，a，b的取值范圍。&

12、lt;/p><p>　　原給定系統(tǒng)的閉環(huán)特征方程為：D(s)=s4+(4+a)s3+(8+4a)s2+(8a+K)s+Kb=0，按勞斯判據(jù)可列出如下勞斯表：</p><p>　　根據(jù)勞斯穩(wěn)定判據(jù)，令勞斯表中第一列各元素為正，即：</p><p>　　即K、a和b必須滿足：</p><p><b>　　(4)</b></

13、p><p><b>　　系統(tǒng)才穩(wěn)定。</b></p><p>　　3 高階系統(tǒng)的時(shí)域分析</p><p>　　取K=15，a=2，b=2時(shí)系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)</p><p><b>　　(5)</b></p><p>　　分析，此時(shí)K、a、b的值滿足不等式組(4)，系統(tǒng)穩(wěn)定。<

14、;/p><p>　　3.1 單位階躍響應(yīng)</p><p>　　3.1.1 求單位階躍響應(yīng)</p><p>　　單位階躍輸入r(t)=1(t)，R(s)=1/s.對(duì)于n（n≥3）階系統(tǒng)先將系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)一般形式化成如(1)式所示零極點(diǎn)形式，則在單位階躍輸入作用下，系統(tǒng)輸出可表示為（假設(shè)系統(tǒng)閉環(huán)極點(diǎn)均不相同）：</p><p>　　將該式展開成部分

15、分式的形式，響應(yīng)可表示為</p><p>　　式中，A0、Aj(j=1,2,…,q)、Bk和Ck(k=1,2,…,r)是由部分分式展開時(shí)獲得的系數(shù)。</p><p>　　對(duì)上式取拉普拉斯反變換得到系統(tǒng)時(shí)域響應(yīng)表達(dá)式：</p><p>　　由上式可知，高階系統(tǒng)的時(shí)域響應(yīng)是由穩(wěn)態(tài)值和一些慣性環(huán)節(jié)及振蕩環(huán)節(jié)的瞬態(tài)響應(yīng)分量組成。對(duì)于穩(wěn)定系統(tǒng)，上式瞬態(tài)響應(yīng)分量的指數(shù)衰減項(xiàng)和正

16、弦衰減項(xiàng)均隨響應(yīng)時(shí)間t趨于無窮而趨于零，系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)值。各瞬態(tài)分量在過渡過程中所起作用的大小，將取決于它們的指數(shù)的值及相應(yīng)系數(shù)項(xiàng)Aj、Bk、Ck的大小。</p><p>　　在瞬態(tài)過程中，某衰減項(xiàng)的指數(shù)|pj|或的值越大，則該項(xiàng)衰減越快，反之亦然。而|pj|和就是系統(tǒng)的極點(diǎn)到虛軸的距離。因此，如果分布在s平面左半部分的極點(diǎn)離虛軸越遠(yuǎn)，則它對(duì)應(yīng)的分量衰減越快。顯然，對(duì)系統(tǒng)過渡過程影響最大的，是那些離虛軸最近的極點(diǎn)。

17、</p><p>　　各衰減項(xiàng)的系數(shù)不僅與相應(yīng)的極點(diǎn)在s平面中的位置有關(guān)，而且還與零點(diǎn)的位置有關(guān)。極點(diǎn)的位置距原點(diǎn)越遠(yuǎn)，則相應(yīng)分量的系數(shù)越小，該分量對(duì)系統(tǒng)過渡過程的影響就越小。如果某極點(diǎn)與零點(diǎn)很靠近，則相應(yīng)分量的系數(shù)也很小，這時(shí)零極點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)過渡過程的影響也將很小。</p><p>　　因此，高階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)特性主要由系統(tǒng)傳遞函數(shù)中那些靠近虛軸而又遠(yuǎn)離零點(diǎn)的極點(diǎn)來決定。如果高階系統(tǒng)有一個(gè)極

18、點(diǎn)（或一對(duì)共軛復(fù)數(shù)極點(diǎn)）離虛軸最近，且其附近又無零點(diǎn)存在，而其他所有極點(diǎn)與虛軸的距離都在此極點(diǎn)與虛軸的距離的五倍以上，則可近似地認(rèn)為系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)特性由這個(gè)（或這對(duì)）極點(diǎn)來確定，而其它極點(diǎn)的影響可以忽略不計(jì)，這個(gè)（或這對(duì)）極點(diǎn)就稱為高階系統(tǒng)的主導(dǎo)極點(diǎn)。</p><p>　　下面以選取的系統(tǒng)進(jìn)行分析，其閉環(huán)傳遞函數(shù)為上面的式(5)。在單位階躍輸入作用下，系統(tǒng)輸出為</p><p>　　對(duì)上式

19、進(jìn)行部分分式展開：</p><p>　　對(duì)部分分式進(jìn)行拉普拉斯反變換，并設(shè)初始條件全部為零，得系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)：</p><p><b>　　(6)</b></p><p>　　對(duì)于高階系統(tǒng)，用上述解析法求解系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)比較復(fù)雜，若借助MATLAB軟件將十分簡(jiǎn)單。MATLAB中tf2zp()函數(shù)能將傳遞函數(shù)模型轉(zhuǎn)化為零極點(diǎn)模型，resid

20、ue()函數(shù)可以直接求出傳遞函數(shù)部分分式展開，由這些結(jié)果可以直接寫出系統(tǒng)的輸出解析解。另外，利用step()函數(shù)還能準(zhǔn)確繪制系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)曲線。</p><p>　　式(5)所表示系統(tǒng)可以用下面的MATLAB語句求解系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)。</p><p>　　num=[15 30];den=[1 6 16 31 30]; %描述閉環(huán)系統(tǒng)傳遞函數(shù)的分子、分母多項(xiàng)式</p>

21、<p>　　sys=tf(num,den); %高階系統(tǒng)建模</p><p>　　[z,p,k]=tf2zp(num,den);%對(duì)傳遞函數(shù)進(jìn)行因式分解</p><p>　　zpk(z,p,k) %給出閉環(huán)傳遞函數(shù)的零極點(diǎn)形式</p><p>　　[r,p,k]=resi

22、due(num,[den,0]) %對(duì)C(s)部分分式展開</p><p>　　%在分母多項(xiàng)式后補(bǔ)零相當(dāng)于乘以s</p><p>　　step(sys) %繪制高階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線</p><p>　　grid %添加?xùn)鸥?lt;/p

23、><p>　　title(‘單位階躍響應(yīng)’); %標(biāo)注標(biāo)題</p><p>　　xlabel(‘t’); ylabel(‘c(t)’); %標(biāo)注橫、縱坐標(biāo)軸</p><p>　　程序運(yùn)行后得到系統(tǒng)零極點(diǎn)形式、部分分式展開式，這里不列出。繪制的單位階躍響應(yīng)曲線如圖1所示。</p><p>　　圖1

24、單位階躍響應(yīng)曲線</p><p>　　由(6)式單位階躍響應(yīng)時(shí)域表達(dá)式可知系統(tǒng)閉環(huán)穩(wěn)定時(shí)，單位階躍響應(yīng)的指數(shù)項(xiàng)和阻尼正弦余弦項(xiàng)均趨近于零，穩(wěn)態(tài)輸出為常數(shù)項(xiàng)1，這與用MATLAB繪制的響應(yīng)曲線相符。</p><p>　　現(xiàn)將(6)式中三個(gè)瞬態(tài)分量曲線用MATLAB軟件畫出，如圖2所示。其中曲線1為瞬態(tài)分量，曲線2為分量，曲線3為分量.由比較曲線可以看到，各分量的衰減速率和初始值都與相應(yīng)的極點(diǎn)

25、到虛軸的距離密切相關(guān)。與e-3t項(xiàng)相比，e-0.5t項(xiàng)具有慢得多的衰減速率。因此，對(duì)于除了t趨近于零以外的所有時(shí)間，e-3t項(xiàng)在合成的時(shí)域響應(yīng)中的貢獻(xiàn)可以忽略不計(jì)。所以可以說，e-0.5t項(xiàng)在響應(yīng)中起著主導(dǎo)作用，相應(yīng)地，s = -0.5±2.1794i是該系統(tǒng)的主導(dǎo)極點(diǎn)。</p><p>　　圖2 單位階躍響應(yīng)瞬態(tài)分量比較</p><p>　　3.1.2 單位階躍響應(yīng)動(dòng)態(tài)性能&

26、lt;/p><p>　　動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)是指穩(wěn)定的系統(tǒng)在單位階躍函數(shù)作用下，動(dòng)態(tài)過程隨時(shí)間t的變化狀況的指標(biāo)，體現(xiàn)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過程特征。用解析法求解高階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)很困難，這里用MATLAB編程求解。調(diào)用單位階躍響應(yīng)函數(shù)step()，獲得系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)，當(dāng)采用[y,t]=step(sys)的調(diào)用格式時(shí)，將返回值y及相應(yīng)的時(shí)間t，通過對(duì)y和t進(jìn)行計(jì)算，可以得到高階系統(tǒng)各項(xiàng)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。</p><

27、p>　　利用MATLAB編程求取系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)流程圖如圖3所示。</p><p>　　圖3 求取系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能程序流程圖</p><p>　　利用MATLAB編程求取系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)程序如下：</p><p>　　sys=tf([15 30],[1 6 16 31 30]); %系統(tǒng)建模</p><p>　　%計(jì)算峰值時(shí)間tp

28、和對(duì)應(yīng)最大超調(diào)量Mp</p><p>　　C=dcgain(sys) %取系統(tǒng)終值</p><p>　　[y,t]=step(sys); %求取單位階躍響應(yīng)，返回變量輸出y和時(shí)間t</p><p>　　[Y,k]=max(y); %求輸出響應(yīng)的最大值Y（即峰值）和位置k</p><p>

29、　　tp=t(k) %取峰值時(shí)間</p><p>　　Mp=(Y-C)/C %計(jì)算最大超調(diào)量</p><p><b>　　%計(jì)算上升時(shí)間tr</b></p><p><b>　　n=1;</b></p><p>　　w

30、hile y(n)<C %循環(huán)求取第一次到達(dá)終值時(shí)的時(shí)間</p><p><b>　　n=n+1;</b></p><p><b>　　end</b></p><p><b>　　tr=t(n)</b></p><p>　　%計(jì)算調(diào)節(jié)時(shí)間

31、(誤差帶取2%)</p><p>　　i=length(t); %求取仿真時(shí)間t序列的長(zhǎng)度</p><p>　　while(y(i)>0.98*C)&(y(i)<1.02*C)</p><p><b>　　i=i-1;</b></p><p><b>　

32、　end</b></p><p><b>　　ts=t(i)</b></p><p>　　程序運(yùn)行后，輸出結(jié)果為：</p><p><b>　　C=1</b></p><p><b>　　tp=1.8265</b></p><p><b

33、>　　Mp=0.3685</b></p><p><b>　　tr=1.2645</b></p><p><b>　　ts=7.5868</b></p><p>　　即上升時(shí)間為1.2645s，峰值時(shí)間為1.8265s，最大超調(diào)量為36.85%，并且系統(tǒng)在7.5868s后進(jìn)入穩(wěn)態(tài)。</p>

34、<p>　　3.1.3 單位階躍響應(yīng)穩(wěn)態(tài)性能</p><p>　　穩(wěn)態(tài)性能是系統(tǒng)在典型輸入作用下，當(dāng)時(shí)間t趨于無窮大時(shí)，系統(tǒng)輸出量的最終復(fù)現(xiàn)輸入量的程度。穩(wěn)態(tài)性能分析主要是指穩(wěn)態(tài)誤差的計(jì)算。穩(wěn)態(tài)誤差是系統(tǒng)控制精度或抗干擾能力的一種度量。現(xiàn)采用靜態(tài)誤差系數(shù)法計(jì)算單位階躍響應(yīng)穩(wěn)態(tài)誤差。</p><p>　　將K=15，a=2，b=2代入（2）式，得待分析系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，<

35、/p><p>　　其靜態(tài)位置誤差系數(shù)為：</p><p>　　所以單位階躍輸入作用下系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差為：</p><p>　　3.2 單位斜坡響應(yīng)</p><p>　　3.2.1 求單位斜坡響應(yīng)</p><p><b>　　單位斜坡輸入，此時(shí)</b></p><p><b&

36、gt;　　展開為部分分式：</b></p><p>　　對(duì)部分分式進(jìn)行拉普拉斯反變換，并設(shè)初始條件全部為零，得系統(tǒng)的單位斜坡響應(yīng)： </p><p><b>　　(7)</b></p><p>　　用MATLAB繪制系統(tǒng)單位斜坡響應(yīng)曲線使用lsim()函數(shù)，lsim()可以繪制線性定常系統(tǒng)在任意輸入信號(hào)作用下的時(shí)間響應(yīng)曲線，程

37、序代碼如下：</p><p>　　sys=tf([15], conv([1 3],[1 1 5])); %系統(tǒng)建模</p><p>　　t=0:0.01:10; %響應(yīng)時(shí)間</p><p>　　u=t; %單位斜坡輸入</p><p>　

38、　lsim(sys,u,t) %單位斜坡響應(yīng)</p><p><b>　　grid</b></p><p>　　xlabel(‘t’); ylabel(‘c(t)’) %標(biāo)注橫、縱坐標(biāo)軸</p><p>　　title(‘單位斜坡響應(yīng)’); %標(biāo)注標(biāo)題<

39、;/p><p>　　程序運(yùn)行后得到系統(tǒng)單位斜坡響應(yīng)曲線如圖4所示。</p><p>　　圖4 單位斜坡響應(yīng)曲線</p><p>　　由(7)式單位斜坡響應(yīng)時(shí)域表達(dá)式分析可知，本系統(tǒng)的單位斜坡響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)分量為(t-0.5333)，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)輸出速度恰好與單位斜坡輸入速度相同，即系統(tǒng)能跟蹤斜坡輸入，在位置上存在穩(wěn)態(tài)跟蹤誤差，這與圖4所示曲線相符合。</p>&

40、lt;p>　　3.2.2 單位斜坡響應(yīng)穩(wěn)態(tài)性能</p><p>　　待分析系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，其靜態(tài)速度誤差系數(shù)為</p><p>　　所以系統(tǒng)在單位斜坡輸入作用下的穩(wěn)態(tài)誤差為</p><p>　　3.3 單位加速度響應(yīng)</p><p>　　3.3.1 求單位加速度響應(yīng)</p><p>　　單位加速度輸入，此時(shí)

41、</p><p>　　展開為部分分式形式：</p><p>　　對(duì)部分分式進(jìn)行拉普拉斯反變換，并設(shè)初始條件全部為零，得系統(tǒng)的單位加速度響應(yīng)：</p><p><b>　　(8)</b></p><p>　　下面用MATLAB繪制系統(tǒng)單位加速度響應(yīng)曲線，仍然使用lsim()函數(shù)。在MATLAB工作空間中輸入如下程序代碼：&

42、lt;/p><p>　　num=[15]; den=conv([1 3],[1 1 5]); </p><p>　　sys=tf(num,den); %系統(tǒng)建模</p><p>　　t=0:0.01:10; %響應(yīng)時(shí)間序列</p><p>　　u=0.5*t.^2;

43、 %單位加速度輸入</p><p>　　lsim(sys,u,t) %繪制單位加速度響應(yīng)曲線</p><p><b>　　grid</b></p><p>　　xlabel('t'); ylabel('c(t)');</p>

44、<p>　　title('單位加速度響應(yīng)');</p><p>　　程序運(yùn)行后，得到系統(tǒng)單位加速度響應(yīng)曲線如圖5所示。</p><p>　　由(8)式單位加速度響應(yīng)時(shí)域表達(dá)式分析可知，系統(tǒng)單位加速度響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)輸出為()，穩(wěn)定時(shí)系統(tǒng)不能跟蹤加速度輸入，隨響應(yīng)時(shí)間t的增大，穩(wěn)態(tài)位置誤差將越來越大，從圖5所示單位加速度響應(yīng)曲線也可以看出。</p><

45、;p>　　圖5 單位加速度響應(yīng)曲線</p><p>　　3.3.2 單位加速度響應(yīng)穩(wěn)態(tài)性能</p><p>　　待分析系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，其靜態(tài)速度誤差系數(shù)為：</p><p>　　所以在單位加速度輸入作用下的系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差為：</p><p><b>　　4 系統(tǒng)根軌跡</b></p><p

46、>　　繪制a=1，b=4時(shí)系統(tǒng)的根軌跡圖，將a、b的值代入式(2)，得到系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為</p><p><b>　　(9)</b></p><p>　　MATLAB中提供了rlocus()函數(shù)，可以直接用于繪制開環(huán)系統(tǒng)的閉環(huán)根軌跡。先在MATLAB中輸入系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)，然后調(diào)用rlocus()函數(shù)就可以繪制出精確的根軌跡曲線，具體MATLAB程序代碼如下：

47、</p><p>　　num=[1 4]; den=conv([1 0],conv([1 4 8],[1 1]));</p><p>　　sys=tf(num,den);</p><p>　　rlocus(sys) %繪制根軌跡圖</p><p>　　title(‘根軌跡圖’)</p>&l

48、t;p>　　xlabel(‘實(shí)軸’); ylabel(‘虛軸’);</p><p>　　程序運(yùn)行后，得到系統(tǒng)根軌跡圖如圖6所示。</p><p>　　圖6 系統(tǒng)根軌跡圖</p><p>　　單擊根軌跡上的點(diǎn)，則可以顯示出該點(diǎn)處的增益值和其他相關(guān)信息。例如，若單擊根軌跡和虛軸相交的點(diǎn)，則可以得出該點(diǎn)處增益的臨界值為6.64，如圖6所示?？梢钥闯?，當(dāng)0<K

49、<6.64時(shí)，系統(tǒng)閉環(huán)穩(wěn)定。</p><p><b>　　5 設(shè)計(jì)心得體會(huì)</b></p><p>　　對(duì)高階系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)域分析，運(yùn)用經(jīng)典解析方法，采用拉普拉斯反變換求解瞬態(tài)響應(yīng)時(shí)域表達(dá)式比較復(fù)雜，要計(jì)算出各項(xiàng)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)也很困難。但對(duì)于許多高階系統(tǒng)，利用主導(dǎo)極點(diǎn)法可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)的分析和性能指標(biāo)的估算。而利用MATLAB軟件可以方便地對(duì)高階系統(tǒng)時(shí)域響應(yīng)進(jìn)行準(zhǔn)確分析。

50、</p><p>　　通過本次課程設(shè)計(jì)，加深了對(duì)所學(xué)自動(dòng)控制原理課程知識(shí)的理解，特別是系統(tǒng)穩(wěn)定性分析，系統(tǒng)各項(xiàng)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)，穩(wěn)態(tài)誤差以及系統(tǒng)根軌跡等相關(guān)知識(shí)的理解。設(shè)計(jì)時(shí)借助MATLAB軟件進(jìn)行控制系統(tǒng)分析，進(jìn)一步熟悉了MATLAB語言及其應(yīng)用，例如MATLAB中部分分式展開函數(shù)residue()，計(jì)算單位階躍響應(yīng)函數(shù)step()，計(jì)算任意輸入響應(yīng)函數(shù)lism()，二維繪圖函數(shù)plot()，根軌跡繪制函數(shù)rloc

51、us()等等。書寫課程設(shè)計(jì)說明書時(shí)使用WORD軟件，使我掌握了許多WORD編輯和排版技巧。</p><p>　　在此次課程設(shè)計(jì)中，我覺得查閱各類書籍是很重要的，通過查閱圖書館的書籍可以開拓我們的視野，使我們的思維不僅僅局限在一個(gè)很小的圈子里，對(duì)同一個(gè)問題有多種分析思路、解決方法。另外，我認(rèn)為光靠自己一個(gè)人的力量是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，當(dāng)自己遇到問題實(shí)在解決不了時(shí)，可以和同學(xué)共同探討，尋找解決辦法。正所謂“三人行，則必有我?guī)?/p>

52、”。</p><p>　　總之，這次課程設(shè)計(jì)不僅增加了我的知識(shí)積累，為將來的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了基礎(chǔ)，還讓我懂得自主學(xué)習(xí)的重要性，還有做什么事情都要有恒心，有信心，動(dòng)腦子去想，就一定有所收獲。在此還要感謝老師對(duì)我不厭其煩的指導(dǎo)，使我能夠順利完成此次課程設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 薛定宇. 控制系統(tǒng)

53、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì). 北京：清華大學(xué)出版社，2006</p><p>　　[2] 胡壽松. 自動(dòng)控制原理(第五版). 北京：科學(xué)出版社，2007</p><p>　　[3] 李道根. 自動(dòng)控制原理. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2007</p><p>　　[4] 吳曉燕，張雙選. MATLAB在自動(dòng)控制中的應(yīng)用. 西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2006</p&