负值，则闭环系统就是稳定的。由此可知，求解控制系统闭环特征方程的根并进而判断所有根的实部是否小于零就可以判定系统的稳定性，这种方法是控制系统稳定性判别的最基本方法，这就是所谓代数稳定判据。
系统稳定的充分必要条件是系统特征方程的全部根，或者系统闭环传递函数的全部极点都位于S左半平面。
若系统闭环特征方程所有根的实部都小于零，则系统闭环是稳定的，只要有一个根的实部不小于零，则系统闭环就是不稳定的；只要有一个根的实部为零，则控制系统临界稳定，工程上实际将临界稳定当作是不稳定的。
2.7.2绘制系统的单位阶跃响应曲线验证系统的稳定性
绘制系统的单位阶跃响应曲线可以直观而又方便的判断系统的稳定性，判断方法如下：
若输出曲线是发散的，则系统不稳定； 若输出曲线是等幅振荡的，则系统临界稳定； 若输出曲线是衰减振荡的，则系统稳定。
2.8非线性系统虚拟实验系统设计原理 2.8.1继电型非线性三阶系统原理方框图
方框图如图2.10所示。
+ R（S） E（S） M=1 10C（S） S(S?1)(S?2)
图2.10 继电型非线性三阶系统的原理方框图
2.8.2振幅与角频率的计算
若系统的非线性元件-1/N及线性部分的G（jw）的轨迹已知，则： 利用交点的虚部为零，求交点的角频率w，即：
Im[G(jw)]?0
式(2.28)
利用交点在横坐标上，求自振的振幅X，即：
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?1?Re[G(jwA)] N4M ?X式(2.29)
这里，继电型非线性元件N?
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第3章 程序方案设计
3.1总体设计
本毕业设计的主要内容是：应用Labview编程语言实现包含“自动控制原理”课程常见8个虚拟实验系统。
考虑到涉及的程序较多不好管理，因此，添加了登陆系统和主程序。在正确的登陆以后，进入到主程序，在主程序中包含了所有的“自动控制原理”课程常见实验，可以对它们进行有选择性的操作。为了方便观察实验的输入输出数据，最后添加了输出报表部分。
总体设计的流程图如图3.1所示。
主程序 登入程序 开始 各子系统 是 图3.1 总体设计流程图
3.2基于Labview的虚拟实验系统设计
“自动控制原理”中常见的虚拟实验子系统如下： 实验一：基于Labview的一阶系统典型环节虚拟实验系统 实验二：基于Labview的二阶系统瞬态响应虚拟实验系统 实验三：基于Labview的系统校正虚拟实验系统 实验四：基于Labview的采样系统虚拟实验系统 实验五：基于Labview的采样系统校正虚拟实验系统 实验六：基于Labview的频率特性虚拟实验系统 实验七：基于Labview的系统稳定性分析虚拟实验系统
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实验八：基于Labview的非线性系统虚拟实验系统
这些实验有着不同的实验原理，但是，有着相同的设计步骤，其设计的流程图如图3.2所示。
返回 结果显示 调用MATLAB程序 参数设置 开始 图3.2 虚拟实验设计流程图
3.3用户管理程序设计
本毕业设计涉及的用户管理程序如3.1节所指：登陆系统和主程序主程序是一个包含所有虚拟实验的程序，其程序框图如图3.3所示。
登入系统是按登入后直接进入主程序，其流程图如图3.4所示。
图3.3 主程序设计程序框图
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一阶系统 二阶系统 校正系统 采样系统 采 样系统校正 频率特性 稳定性 非线性系统 登入系统 进入系统
开始
图3.4 登陆系统设计流程图
进入主程序 退出按钮 Labview界面 -15-