电子信息毕业设计（论文）：时域分析的matlab实现论文.doc
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电子信息毕业设计（论文）：时域分析的matlab实现论文,共26页，字数总计：7782时域分析的matlab实现摘要分析和设计系统的首要工作是确定系统的数学模型。一旦建立了合理的、便于分析的数学模型，就可以对已组成的控制系统进行分析，从而得出系统性能的改进方法。经典控制理论中，常用时域分析法、根轨迹法或频率分析法来分析控制系统的性能。本文采用matlab 语言编程实现了高阶系...
内容介绍
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共26页，字数总计：7782
时域分析的Matlab实现
摘 要
分析和设计系统的首要工作是确定系统的数学模型。一旦建立了合理的、便于分析的数学模型，就可以对已组成的控制系统进行分析，从而得出系统性能的改进方法。经典控制理论中，常用时域分析法、根轨迹法或频率分析法来分析控制系统的性能。本文采用MATLAB 语言编程实现了高阶系统时域分析，分析了其稳定性、快速性、准确性。用户只需键入传递函数即可获得所需各种特性曲线和时域性能指标。为提高高阶系统分析和设计效率提供了一种新的工具，应用实例验证了它的有效性。
[关键词] 时域分析 高阶系统 MATLAB 实现
ABSTRACT
Analysis and design of the system's top priority is to determine the mathematical model. Once a reasonable model to facilitate the analysis, to be composed of the control system have been analyzed to arrive at the system performance enhancement. Classical control theory, commonly used time domain analysis, root locus or frequency analysis to analyze the control system performance. In this paper, the MATLAB programming language domain analysis of high-end system, analyzes its stability, speed, accuracy. Users simply type the transfer function can be obtained for all kinds of characteristic curves and time-domain performance. To improve the efficiency of high-end systems analysis and design provides a new tool, the application example shows its effectiveness
[Key words] Time domain analysis，High-end systems，Matlab，To achieve
目 录
一、引言 1
二、时域分析基础理论 1
（一）典型输入信号和时域性能指标 2
1、典型输入信号 2
2、时域性能指标 4
（二）一阶系统的时域分析 5
1、单位阶跃响应 5
2、单位斜坡响应 7
3、单位脉冲响应 7
（三）高阶系统的时域分析 8
三、基于MATLAB实现高阶系统的时域分析 10
四、高阶系统时域分析的MATLAB 实现 12
（一）应用经典法求解 12
（二）MATLAB实现 13
1、系统稳定性分析 13
2、系统的快速性分析 16
3、系统的准确性分析 17
（三）应用MATLAB分析系统的动态特性 18
五、结论 19
参考文献 20
致 谢 21
时域分析的Matlab实现
一、引言
信号与系统的分析在通信、信息系统、信号处理、自动控制、检测等领域都有十分重要的作用。信号与系统的分析一般先抽象为数学模型，然后讨论系统本身的初始状态以及不同激励时的响应。对于高阶的微分方程，由于计算量庞大，人工计算难于实现。经典控制理论对高阶系统进行时域分析通常采用拉氏反变换的方法求系统响应，系统阶次越高，进行拉氏反变换的困难就越大，因此，用经典法对高阶系统进行时域分析是一件较困难的事。本文采用MATLAB 语言编程，设计了对高阶系统进行时域性能辅助分析程序BSTT，充分发挥了MATLAB 人机交互性好、函数调用方便、数学运算与绘图功能强大的优势，使分析效率和准确性大为提高。
二、时域分析基础理论
时域分析是指控制系统在一定的输入下，根据输出量的时域表达式，分析系统的稳定性、瞬态和稳态性能。由于时域分析是直接在时间域中对系统进行分析的方法，所以时域分析具有直观和准确的优点。系统输出量的时域表示可由微分方程得到，也可由传递函数得到。 在初值为零时，一般都利用传递函数进行研究，用传递函数间接的评价系统的性能指标。 具体是根据闭环系统传递函数的极点和零点来分析系统的性能。此时也称为复频域分析。
（一）典型输入信号和时域性能指标
1、典型输入信号
控制系统的输出响应是系统数学模型的解。系统的输出响应不仅取决于系统本身的结构参数、初始状态，而且和输入信号的形式有关。初始状态可以作统一规定，如规定为零初始状态。如再将输入信号规定为统一的形式，则系统响应由系统本身的结构、参数来确定，因而更便于对各种系统进行比较和研究。自动控制系统常用的典型输入信号有下面几种形式：
1.阶跃函数 定义为
式中U是常数，称为阶跃函数的阶跃值。U=1的阶跃函数称为单位阶跃函数，记为1(t)。如图2-1所示。单位阶跃函数的拉氏变换为1/s。
在t=0处的阶跃信号，相当于一个不变的信号突然加到系统上，如指令的突然转换、电源的突然接通、负荷的突变等，都可视为阶跃作用。
2.斜坡函数 定义为
时域分析的Matlab实现
摘 要
分析和设计系统的首要工作是确定系统的数学模型。一旦建立了合理的、便于分析的数学模型，就可以对已组成的控制系统进行分析，从而得出系统性能的改进方法。经典控制理论中，常用时域分析法、根轨迹法或频率分析法来分析控制系统的性能。本文采用MATLAB 语言编程实现了高阶系统时域分析，分析了其稳定性、快速性、准确性。用户只需键入传递函数即可获得所需各种特性曲线和时域性能指标。为提高高阶系统分析和设计效率提供了一种新的工具，应用实例验证了它的有效性。
[关键词] 时域分析 高阶系统 MATLAB 实现
ABSTRACT
Analysis and design of the system's top priority is to determine the mathematical model. Once a reasonable model to facilitate the analysis, to be composed of the control system have been analyzed to arrive at the system performance enhancement. Classical control theory, commonly used time domain analysis, root locus or frequency analysis to analyze the control system performance. In this paper, the MATLAB programming language domain analysis of high-end system, analyzes its stability, speed, accuracy. Users simply type the transfer function can be obtained for all kinds of characteristic curves and time-domain performance. To improve the efficiency of high-end systems analysis and design provides a new tool, the application example shows its effectiveness
[Key words] Time domain analysis，High-end systems，Matlab，To achieve
目 录
一、引言 1
二、时域分析基础理论 1
（一）典型输入信号和时域性能指标 2
1、典型输入信号 2
2、时域性能指标 4
（二）一阶系统的时域分析 5
1、单位阶跃响应 5
2、单位斜坡响应 7
3、单位脉冲响应 7
（三）高阶系统的时域分析 8
三、基于MATLAB实现高阶系统的时域分析 10
四、高阶系统时域分析的MATLAB 实现 12
（一）应用经典法求解 12
（二）MATLAB实现 13
1、系统稳定性分析 13
2、系统的快速性分析 16
3、系统的准确性分析 17
（三）应用MATLAB分析系统的动态特性 18
五、结论 19
参考文献 20
致 谢 21
时域分析的Matlab实现
一、引言
信号与系统的分析在通信、信息系统、信号处理、自动控制、检测等领域都有十分重要的作用。信号与系统的分析一般先抽象为数学模型，然后讨论系统本身的初始状态以及不同激励时的响应。对于高阶的微分方程，由于计算量庞大，人工计算难于实现。经典控制理论对高阶系统进行时域分析通常采用拉氏反变换的方法求系统响应，系统阶次越高，进行拉氏反变换的困难就越大，因此，用经典法对高阶系统进行时域分析是一件较困难的事。本文采用MATLAB 语言编程，设计了对高阶系统进行时域性能辅助分析程序BSTT，充分发挥了MATLAB 人机交互性好、函数调用方便、数学运算与绘图功能强大的优势，使分析效率和准确性大为提高。
二、时域分析基础理论
时域分析是指控制系统在一定的输入下，根据输出量的时域表达式，分析系统的稳定性、瞬态和稳态性能。由于时域分析是直接在时间域中对系统进行分析的方法，所以时域分析具有直观和准确的优点。系统输出量的时域表示可由微分方程得到，也可由传递函数得到。 在初值为零时，一般都利用传递函数进行研究，用传递函数间接的评价系统的性能指标。 具体是根据闭环系统传递函数的极点和零点来分析系统的性能。此时也称为复频域分析。
（一）典型输入信号和时域性能指标
1、典型输入信号
控制系统的输出响应是系统数学模型的解。系统的输出响应不仅取决于系统本身的结构参数、初始状态，而且和输入信号的形式有关。初始状态可以作统一规定，如规定为零初始状态。如再将输入信号规定为统一的形式，则系统响应由系统本身的结构、参数来确定，因而更便于对各种系统进行比较和研究。自动控制系统常用的典型输入信号有下面几种形式：
1.阶跃函数 定义为
式中U是常数，称为阶跃函数的阶跃值。U=1的阶跃函数称为单位阶跃函数，记为1(t)。如图2-1所示。单位阶跃函数的拉氏变换为1/s。
在t=0处的阶跃信号，相当于一个不变的信号突然加到系统上，如指令的突然转换、电源的突然接通、负荷的突变等，都可视为阶跃作用。
2.斜坡函数 定义为
