自動控制matlab實驗.doc

實驗一MATLAB的基本應用1、試驗目的熟悉MATLAB的基本知識，會利用其與控制系統有關的函數分析和設計控制系統。2、實驗內容(1)系統模型如下所示，判斷系統的穩定性，以及系統是否為最小相位系統。326542168094172SSGSS????源程序1NUM3,16,41,28DEN1,14,110,528,1494,2117,112SUBPLOT211NYQUISTNUM,DENSUBPLOT212PZMAPNUM,DEN實驗結果結果分析由根軌跡圖知，系統穩定，由零極點圖知，系統是最小相位系統。(2)已知某閉環系統的傳遞函數為，求其單位階躍響應2510961023???SSG曲線，單位脈沖響應曲線，以及輸入信號為的響應曲線。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試驗結果(3)系統結構圖如下所示，畫出NYQUIST頻率曲線和伯德圖，判斷系統的穩定性。10GSRSCS__其中1062518507???SSSG源程序3K10GTF167,0,CONVCONV085,1,025,1,00625,1G_AFEEDBACKG,1SUBPLOT311NYQUISTKG_ASUBPLOT312BODEKG_ASUBPLOT313PZMAPKG_A試驗結果結果分析由伯德圖、相角圖及零極點圖可知Z不等于0，所以系統是不穩定的。(4)已知某單位反饋系統的開環傳遞函數為要求繪制系統的1021??SSKSG閉環根軌跡，并確定使系統產生重實根和純虛根的開環增益K。源程序4GTF1,CONV001,1,002,1,0RLOCUSGGRIDK,PRLOCFINDG試驗結果SELECTED_POINT19905206211IK96031P1077221221989200791結果分析即產生重實根時，K96031(5)某開環系統傳遞函數為要求繪制系統的閉環根軌跡，分析其穩定2234??SKSGO性，并繪制出當K55和K56時系統的閉環沖激響應。源程序5GTF1,2,CONV1,4,3,1,4,3RLOCUSGGRIDK,PRLOCFINDGK55GKFEEDBACKKG,1SUBPLOT211IMPULSEGKK56GKFEEDBACKKG,1SUBPLOT212IMPULSEGK試驗結果SELECTED_POINT0004731056IK536364P594220019631133I0019631133I20186結果分析在KPLOTTOUT,YOUT試驗結果單位階躍響應閉環伯德圖修改原理圖A,B,C,DLINMOD TU6BIHUAN SYSSSA,B,C,DBODESYSA,B,C,DLINMOD TU6 SYSSSA,B,C,DBODESYSMARGINSYS試驗結果開環伯德圖修改原理圖A,B,C,DLINMOD TU6KAIHUAN SYSSSA,B,C,DBODESYSA,B,C,DLINMOD TU6 SYSSSA,B,C,DBODESYSMARGINSYS試驗結果實驗二典型環節及階躍響應測試(模擬實驗)1實驗的基本原理控制系統的模擬實驗是采用復合網絡法來模擬各種典型環節，即利用運算放大器和RC組成的不同輸入網絡和反饋網絡組合，模擬出各種典型環節，然后按照給定系統的結構圖將這些模擬環節連接起來，便得到了相應的模擬系統。然后將輸入信號加到模擬系統的輸入端，使系統產生動態響應。這時，可利用計算機或示波器等測試儀器，測量系統的輸出，便可觀測到系統的動態響應過程，并進行性能指標的測量。若改變系統的某一參數，還可進一步分析研究參數對系統性能的影響。2、實驗要求1)根據每一個原理圖，寫出其傳遞函數；2)畫出每一種典型環節的階躍響應曲線；3)討論振蕩環節(二階系統)按實驗給出的欠阻尼下的響應曲線，求出TP和TS，與理論值相比較，討論振蕩環節性能指標與Ζ，ΩN的關系。時域性能指標測量方法(1)最大超調量Σ利用輸出波形，讀出響應最大值和穩態值所具有的刻度值。(2)峰值時間TP根據輸出的波形最大值，找出這一點在水平方向上所具有的刻度值。(3)調節時間TS讀出水平方向上對應輸出從零到進入5％或2％誤差帶時所占的刻度值3、實驗內容(1)比例環節，其中取R1100K，R2200K，源程序1K2NUM1DEN1GTFNUM,DENGRIDSTEPKG試驗結果(2)積分環節，取R1100K，C1ΜF，源程序2NUM10,1DEN01,0GTFNUM,DENGRIDSTEPG試驗結果(3)微分環節令R2100K，C11ΜF，C2001ΜF，源程序3K1NUM01,0DEN0001,1GTFNUM,DENGRIDSTEPKG試驗結果(4)慣性環節取R1100KR2200K，C1ΜF，源程序4K2NUM0,1DEN02,1GTFNUM,DENGRIDSTEPKG試驗結果(5)振蕩環節，源程序5111NUM0,0,100DEN1,0,100GTFNUM,DENGRIDSTEPGT00125Y,TSTEPGY,KMAXYTIMETOPEAKTKCDCGAINGY,KMAXYPERCENTOVERSHOOT100YC/CILENGTHTWHILEYI098CENDSETLLINGTIMETITIMETOPEAK01382PERCENTOVERSHOOT9650482SETLLINGTIME01382伯德圖仿真模型A,B,C,DLINMOD ZHHKAIHUAN SYSSSA,B,C,DGSYSBODEGMARGINGGM,PM,WCG,WCPMARGINGGMINFPM563118WCGINFWCP242620

總結

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