matlab电子档教程

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1、前言目前，自动控制技术已广泛地应用于工农业生产、交通运输和国防建设。自动控制理论和实验技术也有了很大的发展，它的概念方法和体系已经渗透到许多科学领域。它的许多成果在理论和应用上都有重要的科学技术和工程实际意义，实际上自动控制理论和自动化生产的发展水平已经成为衡量一个国家的重要标志。自动控制理论是一门涉及范围十分广泛的学科，它不但包含比较丰富的科学技术知识，而且力图揭示各种被控对象、被控过程内在运动的基本规律和系统分析、设计的普遍原理，使人们掌握研究复杂控制问题的一般方法和手段。自动控制理论分为经典控制理论和现代控制理论两部分：经典控制理论主要以传递函数描述为基

2、础，以根轨迹法和频率法为研究手段，并主要适用于最小相位系统；而现代控制理论由于被控对象的复杂化和多样化的演变，以及计算机迅速发展的推动而建立起来的以状态空间描述为基础，以状态空间法为研究手段的多变量控制理论，并能实现一定意义下的最优控制。《自动控制原理》课程已经成为工科院校的一门重要技术基础课程，在课程教学中不可缺少的便是实验环节。实验课程的主要目的是将该课程所论述的一些基本原理、基本的分析方法，通过实验加以论证和检验。学生可以根据实验结果，利用所学过的理论知识，通过分析找出内在的联系，从而加深对其理论的理解，并且可以培养学生动手实践操作和调试的基本技能，提高

3、分析问题和解决实际问题的能力。本教材侧重于如何在实验中，掌握用实验的方法和应用所学到的理论知识，分析研究控制系统各种运行状态，得到必要的结论。由于编者水平有限，书中疏漏不妥之处，恳请读者批评指正。编者2010年8月74目录第1章实验基本理论概述11.1概述11.2控制系统动态特性的基本测试方法31.2.1控制系统动态特性的时域测试法31.2.2控制系统动态特性的频域测试法61.3学生实验守则8第2章MATLAB程序设计语言基础92.1概述92.1.1MATLAB发展历程92.1.2MATLAB系统构成102.1.3MATLAB的主要功能112.1.4MATLA

4、B7.0主要工具箱122.1.5MATLAB的安装122.1.6MATLAB的主菜单132.2MATLAB语言基础172.2.1MATLAB语言的基本结构182.2.2MATLAB的数值类型182.2.3基本操作命令212.3MATLAB语言的程序设计方法222.3.1编程环境222.3.2程序设计原则222.3.3程序流程控制232.4MATLAB矩阵运算262.4.1基础知识262.4.2矩阵运算282.5符号运算332.5.1符号运算基础332.5.2常用符号运算352.5.3符号函数画图382.5.4符号运算应用于控制理论计算382.6MATLAB绘图

5、功能402.6.1MATLAB的图形窗口402.6.2二维绘图命令422.6.3三维图形绘制命令45第3章仿真集成环境Simulink473.1概述473.2Simulink的使用473.2.1Simulink启动473.2.2Simulink仿真设置483.3Simulink的基本模块523.4simulink功能模块的处理553.4.1simulink模块参数设置55743.4.2simulink模块的操作563.4.3模块的连接583.5simulink仿真举例60第4章自动控制系统的模拟计算机仿真634.1概述634.2自动控制原理模拟机的组成635.

6、2.1运算部件的基本原理655.2.2主要运算部件665.3控制系统的模拟675.3.1微分方程的模拟675.3.2典型环节的模拟682.4方框图的模拟705.5非线性特性的模拟71第5章自动控制系统的数字计算机仿真755.1相关的数值计算方法765.1.1欧拉法765.1.2龙格—库塔法765.1.3数值积分算法仿真的编程实现785.2控制系统数学模型785.2.1线性控制系统数学模型的基本描述方法785.2.2系统模型的转换835.2.3控制系统的连接835.2.4系统模型的连续化与离散化855.3控制系统的时域分析865.3.1典型输入865.3.2时域

7、响应性能指标875.3.3时域分析中MATLAB函数的应用895.4根轨迹分析法975.4.1根轨迹定义975.4.2与根轨迹分析相关的MATLAB函数975.5频域分析法995.5.1频率特性996.5.2与频率特性分析有关的MATLAB函数1005.5.3频率响应分析1015.6控制系统校正与综合1025.6.1控制系统性能指标1035.6.2控制系统校正概述1035.6.3控制器概述1055.6.4基于频率法校正的步骤1065.6.5控制工具箱中的实用工具107第6章实验单元1106.1实验要求1106.1.1实验预习要求1106.1.2实验注意事项11

8、0746.1.3实验报告要求1116.