北京工业大学自动控制原理实验.docVIP

自动控制原理 专业：电子信息工程 姓名：吕祎 学号 指导老师：乔俊飞 完成日期：2014年12月18 实验任务 自主构造一个二阶闭环系统，使得该系统的 . 要求： 1）以MATLAB命令行的方式，进行系统仿真，确定系统时域性能指标； 2）通过改变系统的开环放大倍数 （分增大和减小两种情况）和系统的阻尼比系数 （分增大和减小两种情况），进行系统仿真分析，确定新的性能指标，并与原构造系统的进行比较，根据响应曲线分析并说明出现的现象； 3）绘制系统的开环对数频率特性曲线，标出系统的频域性能指标； 4）对原构造系统进行速度反馈校正，使得校正后的系统满足 ； 5）（选做）若想对原构造的二阶系统，设计响应的PD控制器，进行串联校正，以满足4）的性能指标要求 二实验设计 1自主构造一个二阶闭环系统，使得该系统的 公式推导如下图 2对于构造出来的的G（s）进行速度矫正，使之满足Mp8%的设计 3改变增益通过改变系统的开环放大倍数 （分增大和减小两种情况）和系统的阻尼比系数 （分增大和减小两种情况），进行系统仿真分析，确定新的性能指标，并与原构造系统的进行比较，根据响应曲线分析并说明出现的现象 4（选做）若想对原构造的二阶系统，设计响应的PD控制器，进行串联校正 . 实验过程 1设计一个系统使之满足Mp30% MATLAB代码和结果如下图 由图可知 Mp=53% ts=1.4s，满足设计要求 2改变增益通过改变系统的开环放大倍数观察性能指标的变化 将增益增大，Mp没有变化， 再次增大增益，Mp依然为53%，ts增大到了1.3s 减小增益Mp=53% ts=2.58s 减小增益Mp=52% ts=18.4s 3改变系统的阻尼比系数 阻尼比增大 MP=16% ts=1.6s 阻尼比增大 Mp=0% ts=3.35s 此时的阻尼比为1，系统进入临界阻尼 阻尼比减小 Mp=73% ts=1.62s 阻尼比减小 MP=97% ts=1.75s 4绘制系统的开环对数曲线，标出系统的频域性能指标。 由图可知，开环截止频率Wc=20.4rad/s 幅值裕度Lg=lnfdB 相位裕度rc=32.8 5对原构造系统进行速度反馈校正 Mp=0%小于要求的8%但是已经处于临界阻尼状态，更加优化的调整将在PD控制器中体现 6想对原构造的二阶系统，设计响应的PD控制器，进行串联校正 改进后Mp=6% ts=0.421s 实验感想 这学期学习了乔俊飞老师的自动控制原理，老师详细的讲解使我收获颇多，每次老师都给出了充足的自主学习时间，并且我们可以随时提出自己的问题，这样我们知识提高的很快。最后的实验使用的MATLAB是我从没接触过的，因为实验的关系突击学习了一下，感觉这个软件对我们专业非常重要，以后应该加强这个软件的使用和学习。