自动控制原理实验报告《二阶及高阶控制系统性能改善》.docVIP

实验二 二阶及高阶控制系统性能改善 设ωn=4，ξ=0.4，绘制出阶跃响应曲线，求出性能指标δ%，ts。 答： A、实验程序 s=tf(s); wn=4;kesai=0.4; G0=(wn^2)/(s*(s+2*kesai*wn)); phai0=feedback(G0,1); step(phai0,5); figure ; grid on; for tao=0.1:0.1:1 G2=(tao*s+1)*(wn^2)/(s*(s+2*kesai*wn)); phai2=feedback(G2,1); step(phai2,5); hold on end gird; B、实验图形 C、实验性能指标：超调量：25.4%,调节时间 ts=2.1s 2、增加比例微分控制时，若τ=0.1、0.2……1.2时，绘出阶跃响应曲线，求δ%，ts。 答： 实验程序： s=tf(s); wn=4;kesai=0.4; G0=(wn^2)/(s*(s+2*kesai*wn)); phai0=feedback(G0,1); step(phai0,5); figure ; grid on; for tao=0.1:0.1:1 G2=(tao*s+1)*(wn^2)/(s*(s+2*kesai*wn)); phai2=feedback(G2,1); step(phai2,5); hold on end gird; 实验图形： C、实验性能指标 Phai1 Phai2 Phai3 Phai4 Phai5 Phai6 Phai7 Phai8 Phai9 Phai10 超调量δ（%） 10．5 3.13 0.0495 00 0 0 0 0 0 0 时间ts(s) 1.38 1.21 0.75 1.08 1.35 1.56 1.74 1.9 2.04 2.17 3、取T=2，K=（1，4）画出阶跃曲线 改造为 取τ=1,2,3，4,5时，讨论K在稳定范围内的阶跃响应。 答： A、实验程序: s=tf(s); T=2; for K1=0.1:0.5:3 G1=K1/(s^2*(T*s+1)); phai1=feedback(G1,1); step(phai1,10);hold on end grid on figure; for K2=0.1:0.2:1.2 G2=K2/(s*(s+1)*(T*s+1)); phai2=feedback(G2,1); step(phai2,100);hold on; end grid B、实验图形： C、实验讨论结论： 在一定条件下，系统是稳定的；调节时间也符合基本工程要求；但系统存在一定的稳态误差。一般，可通过增大Kp来减小稳态误差，但增大Kp将会使ξ减小，超调量增加，系统的平稳性变差。在有些情况下对稳态精度的要求很高，甚至要求没有稳态误差，同时又希望系统的动态性能满足一定的要求，这时，就必须改进调节器的结构。