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1、信息科学与工程学院本科实验题目计划书基于Matlab/Simulink的控制系统仿真实验题目实验一二阶系统闭环参数和对时域响应的影响如图1所示的典型二阶系统，其开环传递函数为，其中，无阻尼自然震荡角频率=1，为阻尼比，试绘制分别为0,0.2,0.4,0.6,0.9,1.2,1.5时，其单位负反馈系统的单位阶跃响应曲线（绘制在同一张图上）。R(s)C(s)图1典型二阶系统方框图Matlab程序参考代码：wn=1;sigma=[0,0.2,0.4,0.6,0.9,1.2,1.5];num=wn*wn;t=linspace(0,20,200)';forj=1:7den=conv([1,0]
2、,[1,2*wn*sigma(j)]);s1=tf(num,den);sys=feedback(s1,1);y(:,j)=step(sys,t);endplot(t,y(:,1:7));grid;gtext('sigma=0');gtext('sigma=0.2');gtext('sigma=0.4');gtext('sigma=0.6');gtext('sigma=0.9');gtext('sigma=1.2');gtext('sigma=1.5')要求：1.从help菜单或其它方式，理解程序的每个语句和函数的含义；2.分析对时域响应的影响，观察典型二阶系统阻尼系数在一般工程系统中
3、的选择范围；3.制作PPT讲解程序、系统响应曲线、系统响应分析。7信息科学与工程学院本科实验题目计划书实验二开环参数K和T对系统动态性能及稳定性的影响对一般的二阶系统而言，其开环传递函数为，其中，K为回路增益，通常是可调节的，T为时间常数，通常由被控对象的特性决定，一般是不可以改变的。要求：1.推到单位负反馈系统的闭环传递函数；2.对比二阶系统的典型传递函数，找出K、T与、的关系式；3.从2中的关系式中分析K、T与、的关系；4.实验参数设定T=1，试绘制K分别为0.1,0.2，0.5，0.8，1.0，2.4时，其单位负反馈系统的单位阶跃曲线（绘制在同一张图上）；5.从help菜单或其
4、它方式，制作PPT讲解程序的每个语句和函数的含义；6.制作PPT分析系统响应曲线。Matlab程序参考代码：T=1;K=[0.1,0.2,0.5,0.8,1.0,2.4];t=linspace(0,20,200)'num=1;den=conv([1,0],[T,1]);forj=1:6s1=tf(num*K(j),den);sys=feedback(s1,1);y(:,j)=step(sys,t);endplot(t,y(:,1:6));grid;gtext('K=0.1');gtext('K=0.2');gtext('K=0.5');gtext('K=0.8');gtext('K=
5、1.0');gtext('K=2.4')7信息科学与工程学院本科实验题目计划书实验三理解PID控制器对系统性能的影响，进行PID控制器的设计对于如图2所示的负反馈控制系统，被控对象和反馈环节的传递函数如下：Gc(s)Go(s)H(s)Y(s)R(s)-C(s)图2典型的负反馈控制系统方框图其中，（一）比例控制P要求：1、对于比例系数为0.1,2.0，2.4，3.0，3.5，绘制系统的单位阶跃响应；2、制作PPT分析比例系数对系统性能的影响；3、制作PPT讲解程序代码。Matlab程序代码参考：G=tf(1,conv(conv([1,1],[2,1]),[5,1]));kp=[0.1,
6、2.0,2.4,3.0,3.5];fori=1:5G=feedback(kp(i)*G,1);step(G);holdon;endgtext('kp=0.1');gtext('kp=2.0');gtext('kp=2.4');gtext('kp=3.0');gtext('kp=3.5')（二）比例微分控制PD要求：1、设置=2，微分时间常数=0，0.3，0.7，1.5，3，试在各个比例微分系数下，绘制系统的单位阶跃响应曲线；2、制作PPT分析微分控制对系统性能的影响；3、制作PPT解释和说明程序代码。7信息科学与工程学院本科实验题目计划书Matlab程序代码参考：G=tf(1,con
7、v(conv([1,1],[2,1]),[5,1]));kp=2;tou=[0,0.3,0.7,1.5,3];fori=1:5G1=tf([kp*tou(i),kp],1);sys=feedback(G1*G,1);step(sys);holdon;endgtext('tou=0');gtext('tou=0.3');gtext('tou=0.7');gtext('tou=1.5');gtext('tou=3');（一）比例积分控制PI，其中，是比例系数，
