结合MATLAB谈谈对经典控制理论的理解.doc

结合MATLAB谈谈对经典控制理论的理解 郭亭亭 信息与电子工程学院自动化092 摘要： 目前，自动控制技术已经广泛地应用于工、农业生产，交通运输和国防建设。指导自动控制系统分析和设计的控制理论也有了很大的发展，它的概念、方法和体系已经渗透到许多科学领域。在20世纪40和50年代中发展起来的经典控制理论至今仍被成功地应用于单变量定常系统的分析和设计。本文从经典控制理论的研究对象、研究方法以及结合MATLAB谈谈我对经典控制理论的理解。 关键字：根轨迹；频域法；时域法;MATLAB Comprehension of Classical Control Theory Combing with Matlab At present, the automatic control technology has been widely used in industry, agriculture, transportation and national defense construction. The control theory guiding automatic control system to analysis and design had the very big development, its concept, method and system has penetrated to many fields of science. In the 20 century 40 s and 50 s developed in the classical control theory is still being applied successfully in the single variable constant system analysis and design. This article will talk about the research method of the classical control theory and combined with MATLAB talk about my understanding of the classical control theory. 0、引言： 随着科技的进步社会的发展，人们对自动化的程度也要求越开越高，范围越来越广，大到社会生产国防健身小到生活的每一个细节，这就要求自动化技术的发展水平也要越来越高。在20世纪40和50年代就发展成熟起来的经典控制理论至今仍旧被人们广泛应用，尤其是经典控制理论中的PID控制经久不衰，这就说明经典控制理论有一定的优势是其他控制理论所无法替代的 经典控制理论的研究对象 经典控制理论的研究对象主要局限于单输入、单输出、线性定常的控制系统主要研究系统的稳定性、准确性、快速性。这是一个十分理想的模型，与现实系统有些差别，但它却在控制理论中发挥了巨大的作用，现实生活中也有相当多的问题是来应用这种理想模型来分析和解决的。例如烘烤炉温度控制系统（如图1），这是一个单输入、单输出、线性定常的控制系统，其控制方式是按偏差调节的闭环控制，这种控制方式的控制精度高，因为无论是干扰的作用还是系统结构参数的变化，只要被控制偏离给定值，系统就会自行纠偏。 图1 ****** 2、经典控制理论的研究方法 经典控制理论的特点是以输入输出特性（主要是传递函数）为，采用频率响应法和根轨迹法这些图解分析方法，分析系统性能和设计控制装置经典控制理论的数学基础是，占主导地位的分析和综合方法是频率域方法。和负载输入。 编制MATLAB程序推导出该系统的传递函数矩阵。 若常系数增益为：C1＝Ka＝Km＝1，Kr＝3，C2＝0.8，Kb＝1.5，时间常数T1＝5，T2＝0.5，绘制该系统的根轨迹、求出闭环零极点，分析系统的稳定性。若和分别为单位阶跃输入，绘制出该系统的阶跃响应图。（要求C1，Ka，Km，Kr，C2，Kb， T1，T2所有参数都是可调的） 图2 *********** 其程序如下 function GII=qiao1(C1,Ka,Kr,T1,Km,T2,Kb,C2) G11=tf(C1*Ka*Kr,1); den12=[T1*T2,T1+T2,1]; G12=tf(Km,den12); num13=1; den13=[1,0]; G13=tf(num13,den13); num14=-Kb; den14=1; G14=tf(num14,den14); num15=-C2/C1; den15=1; G15=tf(num15,den15); sys1=append(G11,G12,G13,G14,G15); Q1=