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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 姓 名： 学 号： 指 导 老 师： 年 月 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