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摘要:现如今,自动控制技术已经被广泛于各种产业部门,比如:制造业、农业、交通业、航空航天业等等。大幅度地提高了人们的生产水平以及生产速率,节约了社会劳动时间;改善了劳动生产环境,提高了人们的生活水平同时也给人们的日常生活带来了便利。随着科技的大力发展,并且在控制技术需求的推波助澜下,控制理论日趋取得了显著的进步,在从线性系统近似到非线性系统的研究中获得了巨大的新成就。对于非线性的研究是具有非常重要的意义的,并是目前最为重要的研究方向,因为它是工程技术领域和自然界中最为普遍的现象,借助MATLAB固有的非线性模块,来着手研究非线性系统的控制。但是由于非线性系统相对线性系统来说比较复杂,所以研究起来的难度也大大增加了。本论文是以自动控制原理作为基础,对典型线性系统的PID控制器的控制原理、结构、性能、MATLAB仿真等进行着力研究。在对非线性系统进行分析的同时,为了对非线性控制系统的控制性能进行分析提出了一种MATLAB软件包中的Simulink模块分析方法。并且本文还研究了简单非线性切换系统的基于闭环模式的控制问题,进行了稳定性分析,并且还进行了数值仿真的操作。 关键词:自动控制原理;PID控制器;非线性系统;MATLAB仿真;数值仿真
目录 摘要 ABSTRACT 第一章 前言-1 1.1 论文研究的意义-1 1.2 国内外的研究现状-1 1.3 研究的内容与研究的方法-2 1.3.1 研究的内容-2 1.3.2 研究的方法-2 第二章 自动控制系统及仿真概述-3 2.1 自动控制系统的概述-3 2.1.1 自动控制原理-3 2.1.2 自动控制基本的控制方式-3 2.1.3 自动控制系统的分类-3 2.2 过程控制系统的MATLAB计算及仿真-4 2.2.1 控制系统计算机仿真-4 2.2.2 控制系统的MATLAB计算与仿真-5 第三章 PID控制简介及仿真实例分析-7 3.1 PID控制简介-7 3.1.1 PID控制原理-7 3.1.2 PID控制的特点-8 3.2 仿真案例分析-8 3.2.1 未加入校正装置的系统单位阶跃响应曲线-9 3.2.2 比例校正装置设计-10 3.2.3 比例微分校正装置设计-11 3.2.4 比例-积分-微分校正装置设计-12 第四章 基于Simulink非线性控制系统分析-14 4.1 非线性系统的概述-14 4.2 非线性环节对系统结构的影响-14 4.2.1 不灵敏区特性-14 4.2.2 饱和特性-14 4.2.3 回环特性-15 4.2.4 继电特性-15 4.3 非线性系统仿真实例分析-16 第五章 非线性系统的数字验证-19 5.1 简单非线性系统基于闭环模式的控制-19 5.2 数值仿真-19 结束语-23 致 谢-24 参考文献-25 |