《自动控制系统》教案 第9课 利用MATLAB进行时域分析.pdf

课题利用MATLAB进行时域分析

课时6课时（180min）

知识技能目标：

（1）MATLAB分析自动控制系统的稳定性的方法

（2）MATLAB分析自动控制系统的动态性能的方法

（3）MATLAB计算稳态误差的方法

教学目标（4）Simulink仿真方法

素质目标：

（1）提高沟通能力和辩证分析问题的能力

（2）培养探究学习、协作学习的意识

（3）培养科学严谨、脚踏实地的职业素养

教学重点：利用MATLAB分析系统的稳定性、利用MATLAB分析系统的动态性能、利用MATLAB计算稳

教学重难点态误差、Simulink仿真

教学难点：利用MATLAB分析系统的动态性能

教学方情景模拟法、问答法、讨论法

教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材

教学过程主要教学内容及步骤

考勤【教师】使用APP进行签到

【学生】按照老师要求签到

【教师】提出下列提出问题

在时域分析自动控制系统时，为什么使用MATLAB是有益的？

任务引入

【学生】思考、举手回答

【教师】总结学生回答，并利用多媒体展示”知识与技能要求”表格，引出本任务主要介绍内容

【教师】通过学生的回答，引入新知，讲解利用MATLAB分析系统的稳定性、利用MATLAB分析系统的动

态性能、利用MATLAB计算稳态误差、Simulink仿真等知识

2.4.1利用MATLAB分析系统的稳定性

1．求取特征方程的特征根

求取特征根在MATLAB中可以用roots函数实现，其调用格式为

roots(p)

传授新知其中，p为多项式系数向量。

【例2.6】

【教师】利用多媒体展示例题，并组织学生答题

设系统的特征方程为s43s35s22s10，利用MATLAB判断系统的稳定性。

【学生】观看、思考、作答

【教师】公布正确答案，并进行解析：

在命令行窗口输入

p=[1,3,5,2,1];

s=roots(p)

结果显示

s=

1.32961.4370i

1.32961.4370i

0.17040.4815i

0.17040.4815i

可以看出，该特征方程无缺项，特征根都位于s平面虚轴的左侧，因此系统稳定。

【学生】聆听、记录

2．零、极点图

系统的闭环传递函数可以表示为零、极点形式，即

m

(sz)

b(sz)(sz)(sz)i

G(s)012mKi1

a(sp)(sp)(sp)n