自动控制原理是各工科专业的一门重要的专业基础课

目录摘要........................................................................3ABSTRACT....................................................................4第一章绪论.................................................................51.1问题的提出及研究意义.................................................51.2国内外研究现状.......................................................61.3本文研究的主要内容...................................................61.3.1实验平台设计...................................................61.3.2具体实验设计...................................................71.3.3论文结构安排...................................................7第二章MATLAB在自动控制理论虚拟实验开发中的应用.............................82.1MATLAB简介..........................................................82.2控制系统计算机仿真...................................................92.3在SIMULINK环境中创建仿真模型.......................................102.3.1Simulink简介.................................................102.3.2Simulink仿真模型的建立.......................................122.4对目标程序进行控制及信号跟踪.......................................122.5数据的存储..........................................................142.6SIMULINK仿真实例...................................................142.7人机界面（GUI）设计模板.............................................152.7.1图形用户界面设计..............................................162.7.2回调程序设计..................................................192.8控制理论实验软件包的设计............................................19第三章基于MATLAB的自动控制原理虚拟实验平台的设计.........................203.1实验平台概况........................................................203.1.1平台设计原则..................................................203.1.2平台构成及功能................................................213.2软件实现............................................................213.2.1软件界面的创建................................................213.2.2数学模型的输入................................................223.2.3实验结果的分析与显示..........................................223.3实验平台特点........................................................22第四章基于MATLAB的自动控制原理虚拟实验设计................错误!未定义书签。4.1概述.................................................错误!未定义书签。4.2典型环节及其阶跃响应.................................错误!未定义书签。4.3二阶系统阶跃响应.....................................错误!未定义书签。4.4控制系统稳定性分析...................................错误!未定义书签。4.5系统频率特性测量.....................................错误!未定义书签。4.6连续系统串联校正.....................................错误!未定义书签。4.7本章小结.............................................错误!未定义书签。第五章总结.................................................错误!未定义书签。致谢........................................................错误!未定义书签。参考文献....................................................错误!未定义书签。附录........................................................错误!未定义书签。附录一：人机界面入门的基本知识..........................错误!未定义书签。附录二：人机界面设计部分m文件源代码....................错误!未定义书签。附录三：界面回调程序部分源代码..........................错误!未定义书签。附录四：Simulink仿真图..................................错误!未定义书签。摘要自动控制原理是各工科专业的一门重要的专业基础课，是学习和掌握控制理论与自动化技术的基础课程。而实验教学是理论教学的延伸和补充，搞好实验教学是整个自动控制理论教学过程中的重要环节。学生在学习“自动控制原理”课程的过程中，通常需要完成多个实验。由于实验硬件电路较复杂，学生初次做实验时不但存在着一定的盲目性，而且容易造成硬件电路的损坏。因此，有必要在实验前使学生对实验原理、控制系统模型、可调参数等有足够的了解。基于MATLAB的自动控制理论实验软件包的开发是为了此目的而设计的。本文介绍了该实验平台主要内容、表现形式、软件设计方法及操作流程。MATLAB作为自动控制原理课程学习的主要工具之一在国内外被广泛应用。本文根据自动控制原理学生学习的特点，从传统实验着手，首先分析了建立虚拟实验仿真平台的必要性，其次阐述了虚拟实验仿真平台的基本结构与功能，以及关键模块的软件实现方法；探索了构件基于MATLAB的实时控制实验系统平台，以及该平台在自动控制原理课程实验教学中的使用。最后分析了运用软件进行自动控制的虚拟实验的优越性。关键字：自动控制理论；MATLAB；Simulink；虚拟实验；GUIABSTRACTTheautomaticcontrolprincipleisanimportantprofessionalfoundationlessonofeachengineeringprofessional,whichisatechnicalfoundationcoursetostudyandmasterelementarycoursewhichisthecontroltheoriesandautomatedtechnical.Buttheexperimentteachingistheextensionandcomplementofthetheoriesteaching,itisanimportantsegmentwithinthewhollyautomaticcontroltheoriesteachingprocessthatmakingthegoodexperimentteaching.Thestudentusuallyneedstocompleteseveralexperimentsintheprocessofstudying”automaticcontrolprinciple”course.Becauseexperimentthehardwareelectriccircuitismorecomplicated,Itisthefirsttimeforstudentstodoexperiment,existcertainblindnessnotonly,andresultinthehardwareelectriccircuitdamageeasily.Thereforeitisnecessityforstudentstomakeenoughlytheunderstandingoftestprinciple.thecontrolsystemmodel,adjustableparameteretc.beforetest.Itwasinordertothispurposewhereasratedthatthatofthatofreposematlabautomaticcontroltheoryexperimentsoftwarepackageexploitation.Thistextintroduceknowclearlysaidexperimentplatformprimarycoverage,manifestation,softwaredesignapproachandoperationalprocess.TheMatlabisoneofthemaintoolsoftheautomaticcontrolprinciplecoursestudyatdomesticandinternationaldriveextensivelyapplied.Textonthebasisofpoint，fromtraditionexperimentembark,firstofallanalysesknowclearlyerectvirtualexperimentemulationplatformtheneedforgender,secondlyexpoundknowclearlyvirtualexperimentemulationplatform'basicstructureandfunction，andkeymodularsoftwareimplementationmeans；aswellforfromstudent’sstudyingautomaticcontroltheory.Useamongthatofprobeknowclearlymemberreposematlabreal-timecontrolexperimenta