北京工業(yè)大學(xué)控制工程實驗報告

1、.控制工程基礎(chǔ)課程實驗報告北京工業(yè)大學(xué)機電學(xué)院班號彩虹人.專業(yè) .專注.實驗一控制系統(tǒng)的階躍響應(yīng)實驗二、實驗內(nèi)容1、傳遞函數(shù) G1( s )1022s 10s圖像結(jié)果 ：1.4Step ResponseSystem: sys1.2Peak amplitude: 1.35System: sysOvershoot (%): 35.1Time (seconds): 3.551.05At time (seconds): 1.06Amplitude: 1.021.0210.980.95System: syse0.8Time (seconds): 2.53dAmplitude: 0.954utilpm0.

2、6A0.40.200123456Time (seconds)代碼 ：num=10;den=1 2 10;.專業(yè) .專注.damp(den)EigenvalueDampingFrequency-1.00e+00+ 3.00e+00i3.16e-013.16e+00-1.00e+00- 3.00e+00i3.16e-013.16e+00(Frequencies expressed in rad/TimeUnit)step(num,den)實驗值理論值峰值 Cmax （ tp)1.35091.351峰值時間 （ tp ）1.0492s1.047s過渡時間 ts%52.518s3s%23.5147s4

3、s理論值計算 ：C1e /121. 351maxtht pth/21. 047s1 nt ath 1 3 /n3stath 24 /4snc %1. 35091. 351100%0. 0074%1. 351tp %1. 04921. 0470. 21%1. 047100%tath 1 %2. 5183100% 16. 07%3tath 2 %3. 51474100%12. 13%4.專業(yè) .專注.2、.專業(yè) .專注.3、4、 G3( s)1s32s22s 10 ：.專業(yè) .專注.1G4( s)s4 3s3 4s2 2s 10 ：七、實驗報告要求 ：（ 1）分析系統(tǒng)的阻尼比和無阻尼振蕩頻率對系統(tǒng)

4、階躍響應(yīng)的影響答：阻尼比決定了振蕩特性 ,0<<1 越小，其階躍響應(yīng)超調(diào)量越大 ，上升時間.專業(yè) .專注.越長 。,0<<1, 有振蕩1，無振蕩。 系統(tǒng)無阻尼振蕩頻率越大，階躍響應(yīng)的反應(yīng)速度越快 .（ 2）分析響應(yīng)曲線的零初值 ，非零初值與系統(tǒng)模型的關(guān)系答：當分子、分母多項式階數(shù)相等時響應(yīng)曲線初值不為 0，當分子多項式的階數(shù)低于分母多項式的結(jié)束時相應(yīng)曲線的初值為零初值 。（ 3）分析響應(yīng)曲線的穩(wěn)態(tài)值與系統(tǒng)模型的關(guān)系答：當分子、分母多項式階數(shù)相等時響應(yīng)曲線穩(wěn)態(tài)值為零；當分子多項式的階數(shù)低于分母多項式的結(jié)束時相應(yīng)曲線的穩(wěn)態(tài)值為1.八、思考題：分析系統(tǒng)零點對階躍響應(yīng)的影響答：

5、當系統(tǒng)存在不穩(wěn)定零點時，系統(tǒng)的階躍響應(yīng)可能有向下的峰值,，零點的存在使振蕩響應(yīng)增加 。實驗二控制系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)實驗二、實驗內(nèi)容1、 G1( s )1022s 10s.專業(yè) .專注.實驗值理論值峰值 Cmax （tp)2.0853*峰值時間 （tp ）0.4197s*過渡時間 ts%53.8819s*%24.9311s*2、.專業(yè) .專注.專業(yè) .專注.七、實驗報告要求 ：（1）分析系統(tǒng)的阻尼比和無阻尼振蕩頻率脈沖響應(yīng)的影響答：系統(tǒng)的阻尼比 （0< <1 ）越大，其階躍響應(yīng)超調(diào)量越小，上升時間越長；系統(tǒng)的阻尼比 決定了其振蕩特性 ：>1 時，無振蕩、無超調(diào)，階躍響應(yīng)非周期趨于穩(wěn)

6、態(tài)輸出 ，0< <1 時，有振蕩 。系統(tǒng)的無阻尼振蕩頻率越大，階躍響應(yīng)的反應(yīng)速度越快 。（2）分析響應(yīng)曲線的零初值 、非零初值與系統(tǒng)模型的關(guān)系答：當分子 、分母多項式階數(shù)相等時響應(yīng)曲線初值為非零初值,當分子多項式的階數(shù)低于分母多項式的結(jié)束時相應(yīng)曲線的初值為零初值。（4）分析響應(yīng)曲線的穩(wěn)態(tài)值與系統(tǒng)模型的關(guān)系答：當分子 、分母多項式階數(shù)相等時響應(yīng)曲線穩(wěn)態(tài)值為0；當分子多項式的階數(shù)低于分母多項式的結(jié)束時相應(yīng)曲線的穩(wěn)態(tài)值為1.八、思考題：分析系統(tǒng)零點對單位脈沖響應(yīng)曲線的影響答：當系統(tǒng)存在不穩(wěn)定零點時，系統(tǒng)的階躍響應(yīng)可能有向下的峰值。實驗四控制系統(tǒng)的伯德圖實驗二、實驗內(nèi)容.專業(yè) .專注. .

7、 .40Bode Diagram20System: 11Frequency (rad/s): 0.3452Magnitude (dB): 0.01053)04Bd(System: 55ed-20Frequency (rad/s): 0.334utiMagnitude (dB): -0.0674ngaM -40 -60-80 0-45)ged(e-90sahP-135-180-110012310101010Frequency(rad/s)1、 1,=0.01 ; 2, =0.1 ;1,3=0.5 ;4,=1 ;5, =2 ;2、Bode DiagramGm = 10.8 dB (at 31.6

8、rad/s) , Pm = 22.3 deg (at 16.3 rad/s)6040200)B -20d(edu -40ti ngaM -60 -80-100-120-140-90-135)ged(e -180s a hP-225-270-101234101010101010Frequency(rad/s).專業(yè) .專注.)Bd(edtuingaM)ged(esahPBode DiagramGm = 10.8 dB (at 31.6 rad/s) , Pm = 22.3 deg (at 16.3 rad/s)100500-50-100-150-90-135-180-225-270-101234101010101010Frequency(rad/s)3、Bode DiagramGm = -Inf dB (at 0 rad/s) , Pm = 54.9 deg (at 3.02 rad/s)100806040)B 20d(edu 0tingaM -20 -40-60 -80-100-120)ged(e -150sahP-180-2-10123101010101010Frequency(rad/s)k=3.專業(yè) .專注.實驗五控制系統(tǒng)的極坐標圖實驗二、實驗內(nèi)容1、Nyquist Diagram2015105