基于Matlab平台的自动控制实验教学改革探索.pdf

三亚学院理工学院王玲玲 [摘要]本文分析了自动控制理论课程的特点和传统教学模式中存在的问题，针对传统在模拟机上进行的自动控制理论实验的缺 点，提出了将Madab与模拟实验互相结合起来的方法。通过仿真与模拟实验结果的对比分析，不仅可以让学生发现模拟实验中存在 的错误，锻炼学生分析、解决问题的能力，而且增强了学生的学习兴趣，并为以后从事相关研究工作打下了基础。 [关键词]自动控制Madab 实验仿真 自动控制原理课程以经典控制理论为基础，涉及到控制系统的模 rlocus(num，den)； 型建立、系统分析、系统设计等基础理论。其特点是：概念抽象，计算量 s咖d 大，其理论与计算都非常繁琐，这就要求该课程在教学内容及教学方式 (三)连续系统频域分析的Madab实现 上都要有别于其它课程。本文针对自动控制原理课程理论性强、现实 模型在实验室较难建立的特点，提出用Madab进行仿真实验，并给出实 典型二阶系统G(s)=了去，绘制叫。=5时，‘取不 例说明该方法的优越性。 同值时的伯德图。(如图3) Madab是MaIhworks公司于1982年推出的高性能的集数值分析、矩 阵运算、信号处理和图形显示于一体的可视化软件。它的大量工具箱 函数为各个领域的研究和工程应用提供了有力的手段，其中的Con州 ‰lbox工具箱是针对自动控制系统分析的。用户通过简单的程序操 作就可建立起直观的系统模型并进行仿真，可有机地将理论研究和工 程实现结合在一起，为我们的课堂教学和实验仿真提供了新的有效手 段。MaⅡab作为一种计算机辅助软件，已经成为自动控制系统分析和 设计的一个重要工具，它的介入使许多问题变得清晰，理论与实验相结 合，对加深学生对这门课程的理解起了非常重要的作用。 !；q}∞￡口mE— 一、MatIab实验教学 (一)连续系统时域分析的Madab实现 已知一个单位负反馈系统为：G(s)2丽丙再锄，试绘制该 系统当k分别为1．4、2．3、3．5时的单位阶跃给定响应曲线。(如图1) ％MatlabPROGRAM clear num=l： 图2根轨迹 den=conV(conV(【lo】，【o．5lD，【4l队 2．3 r肌gek=【1．43．5】； t=linspace(o，20’200n ∞ forj-1：3 ∞ 一 sl=呱num+mgek(j)，den)； 。 sys=feedback(sl，1)； y(：j)=step(sys，t)； end plot(t，y(：，1：3))，grid gtext(’k=1．4’)，gtext(’k=2．3’)，gtext(。k=3．5’) 7莺蔷蠢添 。—’■写 闵 ≮票冀霎羹蠡