自动控制原理实验报告-中国地质大学(武汉).doc

实验一 MAYLAB的基本应用 一、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。 二、实验内容 1、 代码：num=[3 16 41 28]; den=[1 14 110 528 1494 2117 112]; p=roots(num) z=roots(den) 结果： p = -2.1667 + 2.1538i -2.1667 - 2.1538i -1.0000 z = -1.9474 + 5.0282i -1.9474 - 5.0282i -4.2998 -2.8752 + 2.8324i -2.8752 - 2.8324i -0.0550 闭环系统的极点全部位于s左半平面，所以系统是稳定系统。 开环零点与开环极点全部位于s左半平面，所以系统是最小项为系统。 2、 1）单位阶跃响应 代码：num=[10 25]; den=[0.16 1.96 10 25]; step(num,den); 单位脉冲响应 代码：num=[10 25]; den=[0.16 1.96 10 25]; impulse(num,den); 3)输入信号为r(t) = 1 + t的响应曲线 代码：t=-10:0.1:10; r=1+t; num=[10 25]; den=[0.16 1.96 10 25]; sys=tf(num,den); lsim(sys,r,t); 3、Simulink仿真 原系统的框图 nyquist频率曲线和伯德图 4、 代码：G=tf(1,[conv([0.01 1],[0.02 1]),0]); rlocus(G); 5、 1）代码：num=[1 2]; den=conv([1 4 3],[1 4 3]); G=tf(num,den); rlocus(G); 根轨迹不都在左半平面，所以系统不稳定。 2） K=55时 代码：num=[55 110]; den=conv([1 4 3],[1 4 3]); [numc,denc]=cloop(num,den,-1); G=tf(numc,denc); impulse(G) K=56时 代码：num=[56 112]; den=conv([1 4 3],[1 4 3]); [numc,denc]=cloop(num,den,-1); G=tf(numc,denc); impulse(G) 6、 原系统的框图： 结果： 实验二典型环节及阶跃响应测试（模拟实验） 一、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。 二、实验内容 1、比例环节，其中取R1 = 100K ， R2 = 200K ， 传递函数：G（s）=-R2/R1=-2 阶跃响应曲线： 积分环节，取R1 =100K ， C= 1μf ， 传递函数：G(s)=-1/R1*Cs=-1/0.1s 阶跃响应曲线： 微分环节令R2 = 100K ，C1 =1μf ，C2 =0.01μf ， 传递函数：G（s）=-R2*C1*s/(1+R2*C2s)=-100s/(1000+s) 阶跃响应曲线： 惯性环节取R1 =100K R2 =200K ， C = 1μf ， 传递函数：G(s)=-2/(1+0.2s) 阶跃响应曲线： 振荡环节， 传递函数：G(s)=ωn ^2/(s^2+2ωn ζs+ωn ^2) 阶跃响应曲线： 记录 参数 σ% tp  ts 阶跃响应波形ωn=10rad/s (R1=100K C1=1uF)ζ=0 100%  0.341s  无穷大图1ζ=0.25 44%  0.331s 0.6