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利用rltool工具进行控制系统设计

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Ｋｅ ｗｏ ｄ ｙ ｒ
ＭＡＴ ＡＢ Ｌ
Ｒｏ ｔ Ｉ ｃ ｓ ｏ ． ｕ Ｍｅ ｏ ￣ ｈ ｔｄ
Ｇｒ ｐ ｉ ａ Ｕｓ ｒ Ｉ ｔ ｒ ｃ Ｒｈｏ ｌ Ｃｏ ｔｏ ｙ ｔ ｍ ｓｇ ａ ｈｃ ｌ ｅ ｎｅｆ ｅ ａ ｏ ｎ ｒ ｌ Ｓ ｓｅ Ｄｅ ｉ ｎ
控 制 系统 工 具 箱
下角 的按钮 可 以切换 正／ 反 馈 。 佰
版 本 （ 应 于 ＭＡ Ｌ Ｂ ． 本 ）中 提 供 了 一 个 基 于 根 轨 对 Ｔ ￣ ５２版 迹 的 系 统 设 计 工 具 ｄｏｌ 该 工 具 为 控 制 系 统 的 设 计 提 供 了 ｔ ，
～
个 交 互 式环 境 。它 采 用 图形 用 户 界 面 ， 引入 对 象 的 模 型
器 的零 点 ； 四个 按钮 为 删 除补 偿 器 的零 极 点 。 第 增 益 编 辑 框 （ ａ ） 许 用 户 改 变 设 定 点 （ 制 区 中的 Ｇｉ 允 ｎ 绘
小 方 块 ）的 增 益 值 ， 而 改 变 闭 环 系 统 的 极 点 位 置 。 从
绘 制 区 用 于显 示 系 统 的根 轨 迹 ， 若选 中栅 格框 （ ｉ ） Ｇｒ ｄ 将 出 现 等 阻 尼 比 、 无 阻 尼 自然 频 率 的栅 格 线 ， 可 以绘 等 还 制 出希 望 闭环 极 点 区域 的边 界线 。绘 制 区 中的 小方 块代 表
增 益 编 辑 框 的 增 益 值 所 对 应 的 闭 环 极 点 ，ｘ 代 表 开 环 极 ” 点 ，ｏ代 表 开 环 零 点 。
坐 标 轴 设 置 区 （ ｘ ｓ ｓｔｎ ｓ Ａ ｅ ｔ ｇ ）用 于 存诹 根 轨 迹 图 的 ｅ ｉ 坐标 范 围和切 换 正 方彤伥 方形 ｔ ｌｓｓ ｍ ｏ ｌｏ ） ． ｃｎｒ ｙｔ ｔ ｂ ｘ ４ １及 以上 ｏ ｅ
器 的 结构 描 述 ， 省 的补偿 器 为 Ｋ Ｉ 缺 ＝ 。 反 馈 结构 图解 区给 出当前 反 馈 系统 的 整个 结 构 。Ｋ 为 补 偿 器 模块 ， Ｆ代 表 前 滤波 器 ， Ｐ为对 象模 型 ， 为传 感 器 ， Ｈ 用 户 可 以根 据 需 要 使 用 上述 ４个 模 块 构 造 实 际 系 统 ， 击 单 各模 块 可 以观 察 模块 的 当前属 性 ， 它们 的缺 省值 都 为 １ 左 。
后 就 能 自动 显 示 根 轨 迹 图 ， 以可 视 地 在 整 个前 向 通路 中 可 添 加 零 极 点 （ 即 设 计 控 制 器 ）， 而 使 得控 制 系 统 的性 亦 从
能 得 到 改 善 ， 因 此 利 用 ｄｏｌ 具 可 以 快 速 而 有 效 地 设 计 ｔ 工
根 轨 迹 工 具 条 上 的按 钮 用 来 增 加 或 者 删 除 补偿 器 的 极点、 点， 零 还可 以拖 曳 闭环 系 统的 极 点 。左 边 的第 一个 按 钮 为拖 曳 补 偿 器 的极 点 、 点 和 闭 环 极 点 ， 为缺 省 方 式 ； 零 它 第 二 个按 钮 为 增加 补 偿 器 的极 点 ； 三 个 按 钮 为增 加 补 偿 第
出控制 器 ， 有 推广 应 用 价值 。 具 １ ｔ ｌ 具 简 介 ｄｏ 工 ｏ 在 ＭＡ Ｌ Ｂ命 令 窗 口输 入 ｒｏｌ 可 激 活 一 个 根轨 迹 ＴＡ ｌ 就 ｔ 设计 的 ＧＵ 窗 口 ， 个 典 型 的根 轨 迹设 计 的 ＧＵ Ｉ 一 Ｉ窗 口如 图
１所 示 。 其 中 ：
它采用图形用户界面引入对象的模型后就能自动显示根轨迹图可以可视地在整个前向通?中添加零极点亦即设计控制器从而使得控制系统的性能得到改善因此利用dtol工具可以快速而有效地设计出控制器具有推广应用价值
维普资讯
２０ 年 １ ０２ ０月
电 脑 学 习
关 键 词 ＭＡＴＬ ＡＢ 根 轨 迹 法
图 形 用 户界 面
ｄｔ ｌ ｏ
控 制 系统设计
Ｃｏｎｔ ｏｌ ｒ Ｓｙ ｔ ｍ ｅ ｉ ｎ Ｍ ｅ ｓ ｆ Ｒｌｏ ｌ ｓｅ Ｄ ｓ ｇ ｂｙ ａｎ ｏ ｔ ｏ
Ｌｉ Ｚｈｏｎｇｓ ｈｅｎ Ａ ｂｓ ｎ ｃ ｔ
Ｔｈ Ｃ ｎ ｒ ｌ Ｓ ｓｅ Ｔ ｏ ｂ ｘ ｏ ｅ ｏ ｔｏ ｙ ｔ ｍ ｏ ｌ ｏ ｆ ＭＡＴ ＬＡＢ ｐ ｏ ｉ ｅ ｌ ｌ ｆ ｒ ｉ ｌ ｍｅ ｔ ｇ ｒ ｏ ｏ ｕ ｔ ｏ ｓ ｏ Ｉ Ｏ Ｌ ｄ ｅ ｓ ｒ ｖ ｄ ｓ ｒｔ ｏ ｍｐ ｅ ｎ ｎ ｏ ｔ ｌ ｃ ｓ ｍｅ ｈ ｄ ｎ Ｓ Ｓ ＴＩ ｍｏ ｌ ｏ ｉ Ｉ ｔ ｉ ａ ｅ ，ｈ ｗ ｔ ｓ ｏ ｌ ｔ ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌ ｙ ｔｍ ｓ ｉ ｔｏ ｕ ｅ ｅａ ｌ ｄ ｙ ｗｉ ｎ ａ ｐ ｅ ｘ ｍｐ ｅ ｎ ｈ ｓ ｐ ｐ ｒ ｏ ｏ ｕ ｅ ｄｔ ｏ ｄ ｓｇ ｏ ｔｏ ｓ ｓｅ ｉ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ ｄ ｔ ｉ ｌ ｔ ａ ｐ ｈ ｈ ｅ ｈ ｄ ｅ ａ ｌ．
第５ 期
利 用 ｒ ｏ ｌ 具 进 行 控 制 系 统 设 计 ｌｏ工 ｔ
李 钟 慎
ＡＢ 的 控 制 系 统 工 具 箱 提 供 了 基 于 根 轨 迹 的 系 统 设 计 工 具 ｒ ｏ ｌ 以 实 例 详 细 介 绍 用 ｒｔｏ ｋ 摘 要 ＭＡＴＬ ｌ ｌ工 具 设 计 ｏ
。
控 制 系统 的 方 法 。
比。
缩 放 区 （ ｏｍ）按钮 用 来 缩 放 显 示根 轨 迹 ， 一 个 按 Ｚ 第
钮 为 Ｘ和 Ｙ轴 方 向缩 放 ； 二 个 按钮 为 Ｘ轴 方 向 缩放 ； 第 第 图 １ 根 轨 迹 设 计 的 Ｇ Ｉ窗 口 Ｕ 菜 单 命 令 由 Ｆｌ、 ｏ ｌ、 ｎ ｏ Ｈｅｐ 四 组 命 令 组 成 ， ｉ Ｔ ｓ Ｗｉｄ ｗ、 ｌ ｅ 三个 按 钮 为 Ｙ 轴方 向缩 放 ； 四个 按钮 为 全视 图显示 。 第 复选框 区有 阶跃 响应 框 （ ｔｐ Ｓｅ ）、 脉 冲 响 应 框 （ｒ— Ｉａ

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控制系统MATLAB仿真2-根轨迹仿真

控制系统MATLAB仿真2-根轨迹仿真


Gk ( s)
k g ( s 0.5) s( s 1)( s 2)( s 5)
绘制系统的根轨迹，确定当系统稳定时，参数kg 的取值范围。 num=[1 0.5]; den=conv([1 3 2],[1 5 0]); G=tf(num,den); K=0:0.05:200; rlocus(G,K) [K,POLES]= rlocfind(G) figure(2) Kg=95; t=0:0.05:10; G0=feedback(tf(Kg*num,den),1); step(G0,t)
Root Locus 8
8 6 4 2 0 -2 -4 -6 -8 -8 x x x
6
4
2
Imaginary Axis
0
-2
-4
-6
-8 -8
-6
-4
-2
0 Real Axis
2
4
6
8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
(a) 直接绘制根轨迹
(b) 返回参数间接绘制根轨迹
图1 例1系统根轨迹
二、MATLAB根轨迹分析实例

用户可以通过Control Architecture窗口进行系 统模型的修改，如图9。
图9 rltool工具Control Architecture窗口

也可通过System Data窗口为不同环节导入已 有模型，如图10。
图10 rltool工具System Data窗口

可以通过Compensator Editor的快捷菜单进行 校正环节参数的修改，如增加或删除零极点、 增加超前或滞后校正环节等，如图11。
Step Response 2 1.8 1.6 1.4 1.2
控制系统的根轨迹分析(matlab)

控制系统的根轨迹分析(matlab)


用户可以 通过 Control Architec ture窗口 进行系统 模型的修 改，如图 13.10。
图13.10 rltool工具Control Architecture窗口
也可通过 System Data窗口 为不同环 节导入已 有模型， 如图 13.11。
图13.11 rltool工具System Data窗口
1
0.8
Amplitude
0.6
0.4
0.2
0
0
1
2
3
4
5
6
Time (sec)
图13.8 例4当时系统的单位阶跃响应曲 线
13.2图形化根轨迹法分析与设计
图形化根轨迹法分析与设计工 具rltool
• MATLAB图形化根轨迹法分析与设计工具rltool 是对SISO系统进行分析设计的。既可以分析 系统根轨迹，又能对系统进行设计。其方便 性在于设计零极点过程中，能够不断观察系 统的响应曲线，看其是否满足控制性能要求， 以此来达到提高系统控制性能的目的。
%鼠标确定文本的左下角位置
gtext('x')
Imaginary Axis
Root Locus
8
8
6
6
4
4
2
2
0
0
x
xx
-2
-2
-4
-4
-6
-6
-8
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
-8 -8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
Real Axis
(a) 直接绘制根轨迹
《基于WindowsCE数控系统软件的设计与实现》

《基于WindowsCE数控系统软件的设计与实现》

《基于Windows CE数控系统软件的设计与实现》一、引言随着现代工业自动化技术的飞速发展，数控系统作为制造业中不可或缺的组成部分，其重要性和应用范围日益扩大。

Windows CE作为一种专为嵌入式系统设计的操作系统，具有体积小、运行效率高、可定制性强等特点，广泛应用于数控系统软件的开发中。

本文将详细介绍基于Windows CE数控系统软件的设计与实现过程。

二、系统需求分析在系统设计之初，我们首先需要对数控系统软件的需求进行深入分析。

需求分析包括明确系统的功能需求、性能需求以及用户界面需求等。

功能需求主要涉及数控系统的基本操作，如加工路径规划、机床控制、参数设置等；性能需求则关注系统的响应速度、稳定性以及数据处理能力；用户界面需求则要求软件界面友好、操作便捷。

三、系统设计根据需求分析结果，我们进行系统设计。

设计阶段主要包括总体架构设计、模块划分、数据库设计以及界面设计等。

1. 总体架构设计：采用模块化设计思想，将系统划分为多个功能模块，如加工模块、控制模块、通信模块等。

每个模块负责特定的功能，便于后期维护和升级。

2. 模块划分：根据功能需求，将系统划分为若干个功能模块。

每个模块内部实现特定的功能，模块之间通过接口进行通信，实现信息的传递和共享。

3. 数据库设计：为了实现对加工参数、机床状态等数据的存储和管理，需要设计相应的数据库。

数据库应具备高可靠性、高效率和可扩展性等特点，以便支持大量数据的存储和查询。

4. 界面设计：界面设计应遵循简洁、直观、易操作的原则，使用户能够快速上手并方便地进行操作。

同时，界面应具备良好的交互性，以便用户能够及时获取系统状态和操作反馈。

四、系统实现在系统实现阶段，我们根据设计阶段的结果，使用C、C++等编程语言，结合Windows CE开发环境，进行具体的编程实现。

1. 编程语言选择：C和C++是Windows CE开发中常用的编程语言。

C具有语法简单、易于上手的特点，而C++则具有强大的功能扩展性和灵活性。

三阶系统的分析与校正

三阶系统的分析与校正

课程设计报告( 2013—2014年度第一学期)名称：自动控制理论题目：三阶系统的分析与校正院系：控计学院班级：自动化1105学号：学生姓名：指导教师：袁桂丽设计周数：1周成绩：日期：2014年1月9目录一、《自动控制理论A》课程设计任务书 (1)二、《自动控制理论A》课程设计 (3)三、设计正文 (4)五课程设计心得 (21)六参考文献 (22)一、《自动控制理论A 》课程设计任务书1. 目的与要求本次课程设计是在学完自动控制理论课程后进行的。

详细介绍MATLAB 的控制系统工具箱的用法以及SIMULINK 仿真软件，使学生能够应用MATLAB 对自动控制理论课程所学的内容进行深层次的分析和研究，能用MATLAB 解决复杂的自动控制系统的分析和设计题目；能用MATLAB 设计控制系统以满足具体的性能指标； 能灵活应用MATLAB 的CONTROL SYSTEM 工具箱和SIMULINK 仿真软件，分析系统的性能，进行控制系统设计。

2. 主要内容简要介绍控制系统理论的基本概念和基本方法，并介绍MATLAB 软件的基本知识。

包括MATLAB 的基本操作命令、数据结构、矩阵运算、编程算法等; 简要介绍MATLAB 的控制系统工具箱的用法。

包括控制系统的模型及相互转换、时域分析方法、频域分析方法等应用MATLAB 工具箱进行分析研究，增强理解;简要介绍SIMULINK 仿真软件，介绍SIMULINK 的应用方法及各种强大功能，应用SIMULINK 对系统进行仿真研究;简要介绍控制系统分析与设计所必须的工具箱函数，包括模型建立、模型变换、模型简化、模型实现、模型特性、方程求解、时域响应、频域响应、根轨迹等各个方面。

1. 在掌握控制系统基本理论和控制系统工具箱函数的基础上，利用MATLAB 及其工具箱函数来解决所给控制系统的分析与设计问题,并上机实验;撰写课程设计报告。

2. 设计任务2.1 自选单位负反馈系统，开环传递函数)s (G 0[一个三阶或以上系统]。