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兰 州 理 工 大 学 《自动控制原理》MATLAB分析与设计 仿真实验报告 院系： 电信工程与信息工程学院 班级： 电气工程及其自动化2班 姓名： 刘鹏山 学号： 时间： 2009 年 11 月 26 日 电气工程与信息工程学院 《自动控制原理》MATLAB分析与设计仿真实验任务书（2009） 一．仿真实验内容及要求： 1．MATLAB软件 要求学生通过课余时间自学掌握MATLAB软件的基本数值运算、基本符号运算、基本程序设计方法及常用的图形命令操作；熟悉MATLAB仿真集成环境Simulink的使用。 2．各章节实验内容及要求 1）第三章 线性系统的时域分析法 对教材P136.3-5系统进行动态性能仿真，并与忽略闭环零点的系统动态性能进行比较，分析仿真结果； 对教材P136.3-9系统的动态性能及稳态性能通过的仿真进行分析，说明不同控制器的作用； 在MATLAB环境下完成英文讲义P153.E3.3。 对英文讲义中的循序渐进实例“Disk Drive Read System”，在时，试采用微分反馈使系统的性能满足给定的设计指标。 2）第四章 线性系统的根轨迹法 在MATLAB环境下完成英文讲义P157.E4.5； 利用MATLAB绘制教材P181.4-5-(3）； 在MATLAB环境下选择完成教材第四章习题4-10或4-18，并对结果进行分析。 3）第五章 线性系统的频域分析法 利用MATLAB绘制本章作业中任意2个习题的频域特性曲线； 4）第六章 线性系统的校正 利用MATLAB选择设计本章作业中至少2个习题的控制器，并利用系统的单位阶跃响应说明所设计控制器的功能。 5）第七章 线性离散系统的分析与校正 利用MATLAB完成教材P383.7-20的最小拍系统设计及验证。 利用MATLAB完成教材P385.7-25的控制器的设计及验证。 二．仿真实验时间安排及相关事宜 1．依据课程教学大纲要求，仿真实验共6学时，教师可随课程进度安排上机时间，学生须在实验之前做好相应的准备，以确保在有限的机时内完成仿真实验要求的内容； 2．实验完成后按规定完成相关的仿真实验报告； 3．仿真实验报告请参照有关样本制作并打印装订； 4．仿真实验报告必须在本学期第15学周结束之前上交授课教师。 自动化系《自动控制原理》课程组 2009.03 3-5 原始动态性能仿真与忽略零点的动态性能比较图 分析：忽略零点以后，根据系统曲线对比分析，系统的超调量降低，但是系统的调节时间相对的稍微延长.即系统变稳定了，但是反应速度变慢了。 3-9 当r1=0 , r2=0.1时 当r1=0.1,r2=0时 比较两幅图，可知比例微分环节可以加快上升时间，减小超调量。 E3.3 Disk drive read system 在时，试采用微分反馈使系统的性能满足给定的设计指标Ka=100, G1(s)=, G2(s)=, R(s)= 仿真程序程序: （1）%Ka=100,加入微分反馈前时的阶跃相应曲线 Ka=100; nf=[5000];df=[1 1000]; G1=tf(nf,df); ng=[1]; dg=[1 20 0]; G2=tf(ng,dg); [n,d]=series(Ka*nf,df,ng,dg); G=tf(n,d); sys1=feedback(G,1) figure(1) step(sys1);grid (2) %Ka=100，K=1时，加入微分反馈后时的阶跃相应曲线 Ka=100; K=1; nf=[5000];df=[1 1000]; G1=tf(nf,df); ng=[1]; dg=[1 20 0]; G2=tf(ng,dg); [n,d]=series(Ka*nf,df,ng,dg); G=tf(n,d); H1=tf([K 1],[1]); sys2=feedback(G,H1) figure(2) step(sys2);grid (3) %Ka=100，K=0.5时，加入微分反馈后时的阶跃相应曲线 Ka=100; K=0.5; nf=[5000];df=[1 1000]; G1=tf(nf,df); ng=[1]; dg=[1 20 0]; G2=tf(ng,dg); [n,d]=series(Ka*nf,df,ng,dg); G=tf(n,d); H1=tf([