反馈控制系统设计与分析

资 源 简 介

反馈控制系统设计与分析

详 情 说 明

反馈控制系统设计与分析是自动化与控制系统工程中的核心内容，通过MATLAB工具可以高效地实现理论验证与仿真。这类系统通常以闭环结构为核心，利用传感器测量输出信号，并与期望值比较后生成误差信号，进而通过控制器调节系统行为。

在设计阶段，重点包括确定控制器的类型（如PID、状态反馈）和参数整定。MATLAB的Control System Toolbox提供了丰富的函数，例如`tf()`创建传递函数模型，`step()`分析阶跃响应，`bode()`绘制频率特性曲线。通过这些工具可以直观地评估系统的稳定性（如奈奎斯特判据）和动态性能（超调量、调节时间）。

实际工程中常需权衡响应速度与抗干扰能力。例如，增大比例增益可加快响应，但可能导致振荡；积分环节消除稳态误差，却可能降低稳定性。借助MATLAB的`sisotool`交互界面，能够实时调整零极点分布，观察系统行为变化。

典型应用案例包括电机转速控制、无人机姿态调节等。每个案例都体现着相同的设计逻辑：建模→仿真→参数优化→鲁棒性验证。这种闭环设计方法确保了系统在实际扰动下仍能维持预期性能。