《控制课程设计》word版

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1、第一部分Matlab编程方法及仿真实验实验基本要求：学习并掌握Matlab的编程原理及方法实验2.系统零极点绘制例：求部分分式展开式和一个线性定常系统的传递函数是（1）使用MATLAB建立传递函数，并确定它的极点和零点，写出的部分分式展开式并绘制系统的脉冲响应。零点=-0.6667极点=-0.8796+1.1414i-0.8796-1.1414i-0.2408实验3.系统的阶跃响应例.的阶跃响应对例2中由（1）式给出的传递函数，增加一个处的极点，使用impulse命令绘制其拉普拉斯反变换式曲线，得到阶跃响应图。将该响应与对使用step命令所得到的响应比较，确定系统的

2、DC增益。利用初值定理和终值定理来校验结果。24DC增益=2实验4.双输入反馈系统单位阶跃响应考虑一个如图1所示的反馈系统，它既有参考输入也有干扰输入，其中对象和传感器的传递函数是，控制器是一个增益为80，有一个在处的零点，极点/零点比超前控制器。推导两个独立的MATLAB模型，其中一个模型的输入为，另一个输入为。使用这些模型确定闭环零点和极点，并在同一坐标系内绘制它们的阶跃响应。图1具有参考和干扰输入的反馈系统方框图24参考输入零点=-20和-3参考输入极点=-49.3658-7.3336+7.9786i-7.3336-7.9786i-3.4670干扰输入零点=-

3、45和-20干扰输入极点=-49.3658-7.3336+7.9786i-7.3336-7.9786i-3.4670实验5.系统的稳态响应例正弦稳态响应对以下系统的全响应进行仿真：正弦输入信号，仿真区间为（假设初始条件为零）。试求时的频率响应，并计算；在同一幅图中绘制和，并论述它们之间的联系。24频率响应=2.378324=2.17963.33174.18614.66664.73024.37133.62192.54901.2484-0.1637-1.5612-2.8192-3.8255-4.4899-4.7534-4.5922-4.0208-3.0902-1.883

4、6-0.50880.91152.25043.38834.22354.68144.72114.33923.56962.48111.1711-0.2436-1.6365-2.8833-3.8724-4.5157-4.7556-4.5707-3.9775-3.0290-1.8099-0.42920.98992.32053.44394.25974.69494.71074.30583.51622.41261.0934-0.3234-1.7114-2.9465-3.9183-4.5402-4.7565-4.5479-3.9331-2.9669-1.7357-0.34951.06

5、802.39003.49864.29464.70714.69904.27123.46192.34331.0154-0.4032-1.7858-3.0088-3.9631-4.5634-4.7560-4.5238-3.8875-2.9040-1.6610-0.26971.14582.45883.55234.32844.71794.68594.23543.40652.27340.9371-0.4828-1.8596-3.0703-4.0068-4.5853-4.7542-4.4985-3.840924实验6.伯德图、尼柯尔斯图和奈奎斯特图对如下传递函数绘制其伯德图、尼柯

6、尔斯图和奈奎斯特图24实验7.转角频率和渐近线计算转角频率，并使用MATLAB画出例6伯德图的幅频特性渐近线。由于零造成的转角频率=0.500024由于极点造成的转角频率=40.000040.00000.10000.1000实验8.穿越频率、裕量和稳定性图2系统反馈的方框图使用margin函数求图2中反馈系统的增益裕量，相角裕量及相应的穿越频率，其中与实验6相同，。利用裕量确定此反馈系统的稳定性。利用实验6中的尼柯尔斯图和奈奎斯特图并通过计算闭环系统的极点来检验你的答案。增益裕量=29.5dB穿越频率=39.9相角裕量=72.9dB穿越频率=0.904实验9.阶跃响

7、应性能（a）24（b）图3反馈系统考虑图3中的反馈系统，其中，，当时，对单位阶跃输入引起的参考响应进行仿真，并使用tstats函数求出，，和。求闭环系统极点的阻尼比和无阻尼固有频率。再对时由单位阶跃扰动引起的响应进行仿真，并求其稳态值。=1.3948=1.3000=2.1000实验10.频域响应对例9中给出的反馈系统，绘制开环传递函数的伯德图，并求出反馈系统的增益裕量、相角裕量及相应的截止频率。绘制闭环系统的图形并求出，和。最后绘制的图形以研究闭环系统对控制器增益的灵敏度。24增益裕量=18.6dB截止频率=4.5相角裕量=31.3Db截止频率=1.43实验11