控制系统CαD实验ニ.docVIP

昆明理工大学信息工程与自动化学院学生实验报告 （ 2011——2012 学年 第 1 学期 ） 课程名称：控制系统CAD 开课实验室：信自楼234 2011年 10月28 日 年级、专业、班 自动化093 学号 200910401352 姓名 李德成 成绩 实验项目名称 实验二 指导教师 胡 蓉 教师评语 该同学是否实验： A.熟悉□ B.比较熟悉□ C.不□ 该同学的实验能力： A.强 □ B.中等 □ C.差 □ 该同学的实验是否达到要求 ： A.达到□ B.基本达到□ C.未达到□ 实验报告是否规范： A.规范□ B.基本规范□ C.不规范□实验过程是否详细记录： A.详细□ B.一般 □ C.没有 □ 注：5个A为优，5个B为中，介于二者间为良，5个C为不及格，3个Ｂ以上为及格。 教师签名： 年 月 日 实验二 控制系统分析 一、 实验目的 1. 掌握如何使用Matlab进行系统的时域分析。 2. 掌握如何使用Matlab进行系统的频域分析。 3. 掌握如何使用Matlab进行系统的根轨迹分析。 4. 掌握如何使用Matlab进行系统的稳定性分析。 二、 实验内容 1.时域分析 （1）典型二阶系统传递函数为： 当ζ=0.7, ωn 取2、4、6、8、10、12的单位阶跃响应。 （2）典型二阶系统传递函数为： 当ωn =6, ζ 取0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.5、2.0的单位阶跃响应。 2.频域分析 （1）典型二阶系统传递函数为： 当 ζ=0.7, ωn取2、4、6、8、10、12的伯德图。 （2）典型二阶系统传递函数为： 当 ωn =6, ζ 取 0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.5、2.0的伯德图。 3.根轨迹分析 设系统结构如图1所示。（1）试绘制该系统的根轨迹；（2）请分别在系统左半平面和右半平面的根轨迹图上选择一点，判断在这两点系统闭环的稳定性。 4.稳定性分析 （1）代数法稳定性判据： 已知某单位负反馈系统的开环传递函数为： 试对系统闭环判别其稳定性。 （2）Bode图法判断系统稳定性： 已知某单位负反馈系统的开环传递函数为： 试绘制系统的Bode图和Nyquist曲线，分别用两种方法判断闭环系统的稳定性，并求出系统的频域性能指标，γ与时域性能指标σ%、。 三、预习报告 1.时域分析 tf（）函数和step（）函数 (1)sys1=tf(2^2,[1 1.4*2 2^2]) sys2=tf(4^2,[1 1.4*4 4^2]) sys3=tf(6^2,[1 1.4*6 6^2]) sys4=tf(8^2,[1 1.4*8 8^2]) sys5=tf(10^2,[1 1.4*10 10^2]) sys6=tf(12^2,[1 1.4*12 12^2]) step(sys1,sys2,sys3,sys4,sys5,sys6) (2)sys1=tf(6^2,[1 12*0.2 6^2]) sys2=tf(6^2,[1 12*0.4 6^2]) sys3=tf(6^2,[1 12*0.6 6^2]) sys4=tf(6^2,[1 12*0.8 6^2]) sys5=tf(6^2,[1 12*1.0 6^2]) sys6=tf(6^2,[1 12*1.5 6^2]) sys7=tf(6^2,[1 12*2.0 6^2]) step(sys1,sys2,sys3,sys4,sys5,sys6,sys7) 频域分析 (1)sys1=tf(2^2,[1 1.4*2 2^2]) sys2=tf(4^2,[1 1.4*4 4^2]) sys3=tf(6^2,[1 1.4*6 6^2]) sys4=tf(8^2,[1 1.4*8 8^2]) sys5=tf(10^2,[1 1.4*10 10^2]) sys6=tf(12^2,[1 1.4*12 12^2]) bode(sys1,sys2,sys3,sys4,sys5,sys6) (2)sys1=tf(6^2,[1 12*0.2 6^2]) sys2=tf(6^2,[1 12*0.4 6^2]) sys3=tf(6^2,[1 12*0.6 6^2]) sys4=tf(6^2,[1 12*0.8 6^2]) sys5=tf(6^2,[1 12*1.0 6^2]) sys6=tf(6^