自動控制原理仿真實驗

1、實驗一 線性系統(tǒng)的時域響應(yīng)分析一、實驗?zāi)康耐ㄟ^實驗熟悉并掌握線性系統(tǒng)的時域響應(yīng)分析方法二、實驗內(nèi)容及參數(shù)要求 線性系統(tǒng)的階躍響應(yīng)分析 (1) 傳遞函數(shù)模型的階躍響應(yīng)建立如下傳遞函數(shù)的數(shù)學(xué)模型,繪制出系統(tǒng)的階躍響應(yīng)曲線,并求取系統(tǒng)G的穩(wěn)態(tài)值，及系統(tǒng)階躍響應(yīng)的解析解(2)零極點模型的階躍響應(yīng)繪制出如下零極點模型的階躍響應(yīng)曲線,并求取系統(tǒng)G的穩(wěn)態(tài)值三、實驗程序及結(jié)果1. 線性系統(tǒng)的階躍響應(yīng)分析.實驗程序:>> G=tf(1,7,24,24,1,10,35,50,24);>> t=0:.1:10;>> y=step(G,t);>> plot(t,y)&g

2、t;> Y=DCGAIN(G)實驗結(jié)果：Y = 1>> Rs,Ps,Ks=residue(num,den,0).實驗程序:>> K=6;>> Z=-1;2;>> P=-0.5;-1.5;-3;-4;-4;-5;>> G=zpk(Z,P,K);>> step(G)>> Y=dcgain(G)實驗結(jié)果：Y = -0.0667>>實驗二 二階系統(tǒng)在不同參數(shù)下的階躍響應(yīng)一、 實驗?zāi)康耐ㄟ^實驗熟悉并掌握二階系統(tǒng)在不同參數(shù)下的階躍響應(yīng)分析方法二、實驗內(nèi)容及參數(shù)要求二階系統(tǒng)不同參數(shù)下的系統(tǒng)響應(yīng)比較 二階系統(tǒng)

3、 的階躍響應(yīng)可分為一下情況解出 1） 當(dāng)0時，系統(tǒng)的階躍響應(yīng)為 y(t)=1-cos(t)2） 當(dāng)0<<1時，系統(tǒng)的階躍響應(yīng)為 其中 且 3）當(dāng)1時，系統(tǒng)的階躍響應(yīng)為 4）當(dāng)>1時，系統(tǒng)的階躍響應(yīng)為 其中 ， 三、實驗程序及結(jié)果1. 自然頻率固定，阻尼比不同時二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)將自然頻率固定為=1,阻尼比的值分別設(shè)置成0,0.2,0.4,0.6,0.9,1.2,1.5可采用如下Matlab語句得到閉環(huán)系統(tǒng)的階躍響應(yīng)。實驗程序：>> wn=1;>> sigma=0,0.2,0.4,0.6,0.9,1.2,1.5;>> num=wn*wn;&g

4、t;> t=linspace(0,20,200)'>> for j=1:7den=conv(1,0,1,2*wn*sigma(j);s1=tf(num,den)sys=feedback(s1,1)y(:,j)=step(sys,t);end>> plot(t,y(:,1:7)>> grid>> gtext('sigma=0')>> gtext('sigma=0.2')>> gtext('sigma=0.4')>> gtext('sigma=0

5、.6')>> gtext('sigma=0.9')>> gtext('sigma=1.2')>> gtext('sigma=1.5')實驗結(jié)果：運行結(jié)果：2. 阻尼比恒定，自然頻率不同時二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)將阻尼比的值固定為0.7，可采用如下Matlab語句得到在各個自然頻率娶2，4，6，8，10，12時的閉環(huán)系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)。>> w=2:2:12;>> kos=0.7;>> figure(1)>> figure(1)>> hold on&g

6、t;> for wn=wnum=wn.2;den=1,2*kos*wn,wn.2;step(num,den)end>> title('Step Response')>> hold off實驗三 線性控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析一、實驗?zāi)康倪^實驗熟悉并掌握線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析方法二、實驗內(nèi)容及參數(shù)要求1. 用直接判定法分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性(1) 通過求取特征方程的根來判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性求解如下傳遞函數(shù)模型的所有特征根,并根據(jù)特征根來判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性(2）通過直接求取極點來判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性求解如下傳遞函數(shù)模型的所有極點,并根據(jù)極點來判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性三、實驗程序及結(jié)果(1) 通過直接求取特征方程的根來判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性實驗程序：G=tf(1 7 24 24,1:9);roots(G.den1);