自动控制matlab实验.doc

实验一MATLAB的基本应用1、试验目的熟悉MATLAB的基本知识，会利用其与控制系统有关的函数分析和设计控制系统。2、实验内容(1)系统模型如下所示，判断系统的稳定性，以及系统是否为最小相位系统。326542168094172SSGSS源程序1NUM3,16,41,28DEN1,14,110,528,1494,2117,112SUBPLOT211NYQUISTNUM,DENSUBPLOT212PZMAPNUM,DEN实验结果结果分析由根轨迹图知，系统稳定，由零极点图知，系统是最小相位系统。(2)已知某闭环系统的传递函数为，求其单位阶跃响应2510961023SSG曲线，单位脉冲响应曲线，以及输入信号为的响应曲线。RTT源程序2NUM10,25DEN016,196,10,25SUBPLOT3,1,1IMPULSENUM,DEN, R TITLE IMPULSERESPONSE SUBPLOT3,1,2STEPNUM,DENTITLE STEPRESPONSE T00012U1TSUBPLOT3,1,3LSIMNUM,DEN,U,T试验结果(3)系统结构图如下所示，画出NYQUIST频率曲线和伯德图，判断系统的稳定性。10GSRSCS__其中1062518507SSSG源程序3K10GTF167,0,CONVCONV085,1,025,1,00625,1G_AFEEDBACKG,1SUBPLOT311NYQUISTKG_ASUBPLOT312BODEKG_ASUBPLOT313PZMAPKG_A试验结果结果分析由伯德图、相角图及零极点图可知Z不等于0，所以系统是不稳定的。(4)已知某单位反馈系统的开环传递函数为要求绘制系统的1021SSKSG闭环根轨迹，并确定使系统产生重实根和纯虚根的开环增益K。源程序4GTF1,CONV001,1,002,1,0RLOCUSGGRIDK,PRLOCFINDG试验结果SELECTED_POINT19905206211IK96031P1077221221989200791结果分析即产生重实根时，K96031(5)某开环系统传递函数为要求绘制系统的闭环根轨迹，分析其稳定2234SKSGO性，并绘制出当K55和K56时系统的闭环冲激响应。源程序5GTF1,2,CONV1,4,3,1,4,3RLOCUSGGRIDK,PRLOCFINDGK55GKFEEDBACKKG,1SUBPLOT211IMPULSEGKK56GKFEEDBACKKG,1SUBPLOT212IMPULSEGK试验结果SELECTED_POINT0004731056IK536364P594220019631133I0019631133I20186结果分析在KPLOTTOUT,YOUT试验结果单位阶跃响应闭环伯德图修改原理图A,B,C,DLINMOD TU6BIHUAN SYSSSA,B,C,DBODESYSA,B,C,DLINMOD TU6 SYSSSA,B,C,DBODESYSMARGINSYS试验结果开环伯德图修改原理图A,B,C,DLINMOD TU6KAIHUAN SYSSSA,B,C,DBODESYSA,B,C,DLINMOD TU6 SYSSSA,B,C,DBODESYSMARGINSYS试验结果实验二典型环节及阶跃响应测试(模拟实验)1实验的基本原理控制系统的模拟实验是采用复合网络法来模拟各种典型环节，即利用运算放大器和RC组成的不同输入网络和反馈网络组合，模拟出各种典型环节，然后按照给定系统的结构图将这些模拟环节连接起来，便得到了相应的模拟系统。然后将输入信号加到模拟系统的输入端，使系统产生动态响应。这时，可利用计算机或示波器等测试仪器，测量系统的输出，便可观测到系统的动态响应过程，并进行性能指标的测量。若改变系统的某一参数，还可进一步分析研究参数对系统性能的影响。2、实验要求1)根据每一个原理图，写出其传递函数；2)画出每一种典型环节的阶跃响应曲线；3)讨论振荡环节(二阶系统)按实验给出的欠阻尼下的响应曲线，求出TP和TS，与理论值相比较，讨论振荡环节性能指标与Ζ，ΩN的关系。时域性能指标测量方法(1)最大超调量Σ利用输出波形，读出响应最大值和稳态值所具有的刻度值。(2)峰值时间TP根据输出的波形最大值，找出这一点在水平方向上所具有的刻度值。(3)调节时间TS读出水平方向上对应输出从零到进入5％或2％误差带时所占的刻度值3、实验内容(1)比例环节，其中取R1100K，R2200K，源程序1K2NUM1DEN1GTFNUM,DENGRIDSTEPKG试验结果(2)积分环节，取R1100K，C1ΜF，源程序2NUM10,1DEN01,0GTFNUM,DENGRIDSTEPG试验结果(3)微分环节令R2100K，C11ΜF，C2001ΜF，源程序3K1NUM01,0DEN0001,1GTFNUM,DENGRIDSTEPKG试验结果(4)惯性环节取R1100KR2200K，C1ΜF，源程序4K2NUM0,1DEN02,1GTFNUM,DENGRIDSTEPKG试验结果(5)振荡环节，源程序5111NUM0,0,100DEN1,0,100GTFNUM,DENGRIDSTEPGT00125Y,TSTEPGY,KMAXYTIMETOPEAKTKCDCGAINGY,KMAXYPERCENTOVERSHOOT100YC/CILENGTHTWHILEYI098CENDSETLLINGTIMETITIMETOPEAK01382PERCENTOVERSHOOT9650482SETLLINGTIME01382伯德图仿真模型A,B,C,DLINMOD ZHHKAIHUAN SYSSSA,B,C,DGSYSBODEGMARGINGGM,PM,WCG,WCPMARGINGGMINFPM563118WCGINFWCP242620