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1、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：电信工程学院班级：姓名：学号：时间：2010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（2010）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
2、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“DiskDriveReadSystem”，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
3、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
4、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2010.083—5设单位反馈系统的开环传递函数为G(s)=(0.4s+1)/s(s+0.6),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.仿真如上。分析：当考虑闭环零点时（黄色线）由图可见，忽略闭环零点后系统的峰值时间下降,调节时间上升。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；(1)t1=0,t2=0.1(2)t1=0.1,t2=0由图可见比例-微分系统的峰值时间比测速反校正高，调节时间较短，但超调量增大P159E3.3一个单位负反
5、馈系统的开环传递函数为一个单位负反馈系统的开环传递函数为1）确定闭环传递函数；2）确定传递函数的零点和极点；3）用单位阶跃函数评估它的稳态误差；4）绘制并讨论极点的实部和虚部的影响。G1=tf([6205],[11312810]);sys=feedback(G1,1)Transferfunction:6205----------------------------s^3+13s^2+1281s+6205>>[zpk]=tf2zp([6205],[11312810])z=Emptymatrix:0-by-1p=0-6.5000+35.1959i-6.5000-35.19
6、59ik=6205>>t=0:0.01:10;figure>>step(sys,t);grid英文讲义Ex.x对英文讲义中的循序渐进实例“DiskDriveReadSystem”，在时，试采用微分反馈使系统的性能满足给定的设计指标。>>G1=tf([5000],[11000]);G2=tf([1],[120]);G3=tf([1],[10]);>>Gx=series(100,G1);Gy=series(Gx,G2);Gz=series(Gy,G3);>>sys1=feedback(Gz,1);>>t=0:0.01:1;>>step(sys1,t);>>grid>>gt
7、ext('采用前')>>holdon>>K1=0.05;>>sys2=feedback(Gy,K1);sys3=series(sys2,G3);sys0=feedback(sys3,1);>>step(sys0,t);>>gtext('采用后')>>由图可见，采用微分反馈使系统后系统的调节时间大幅缩短，系统稳定性明显提升。英文讲义P157.E4.51）以单位负反馈系统，其开环传递函数为请通过根轨迹说明系统一直不稳定。2）若开环传递函数为画出根轨迹并确定系统稳定时K的范围。G1=tf([1],[1-10]);>>figure(1);>>rlocus(G
