南邮限选课自动控制实验报告成品

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1、实验一：控制系统的时域分析一.实验目的：1.观察控制系统的时域响应；2.记录单位阶跃响应曲线；3.掌握时间响应分析的一般方法；4.初步了解控制系统的调节过程。二.实验步骤：1.将‘实验一代码’这个文件夾拷贝到桌面上；2.开机进入Matlab6.1运行界面；3.通过下面方法将当前路径设置为‘实验一代码’这个文件夹所在的路径•kUBb.!>•MMt4.Matlab指令窗〉〉后面输入指令：con_sys;进入本次实验主界面。1.分别双击上图中的三个按键，依次完成实验内容。2.本次实验的相关MatIab函数：^+

2、4s2+s传递由数G=tf([num],[den])可输入一传递或数，其中num、den分别表示分子、分母按降幂排列的系数。的num和den分别是num=[14]和den=[110]，或G=tf([num],[den])如G,⑴：5+4则此时的传递函数G的Matlab代码是：G=tf([14],[110])zz的num和den分别是num=[14]和(5+0.2)(5+2)den=conv([10.2],[12]),则此时的传递函数G的Matlab代码是：G=tf([14],conv《[10.2],[12

3、]》或6=tf([num],[den])o一.实验内容：1.观察一阶系统G=1/(T+s)的时域响应：取3个不同的时间常数T,分别观察该时间常数下系统的四个典型响应：脉冲响应、阶跃响应、斜坡响应以及单位加速度响应。将实验结果记录下来，利用Alt+Prise组合按钮实现截时间常数=2.8777:

4、实验结果，包括极点分布图与阶跃响应图。麥极点分布1.5y二阶系纹性能分析^.7^522$°.阶跃峤自然频率2儒厂厂.1阻尼比，df.1响应时间■15.0289s2J□上升时间Tr口皞值时间Tp□调节时间Ts□超调量Delt(2)调节自然频率与阻尼比，要求:Tr〈O.56s;Tp<1.29s;Ts<5.46;超调不大于5%.i己录下满足上述要求的自然频率与阻尼比的2组数据，以及对应的极点分布图与阶跃响应02结构固0.5101520□上升吋间Tr□峰值时间Tp□调节时间Ts口超调畺Dett(1)结合系统的零极

5、点图，观察自然频率与阻尼比对极点位置的影响，固定自然频率，改变阻尼比，记录2组实验结果。赛极点分布-5结构图86420o.o.o.o.i.r.1i、'r，::：:雌磯■麵■麵隹磯隹■■■■■»«.■麵■磯■.隹.1.41.2121086阻尼比■0.69645*1I响应叼问叫1.7919sjszz—_r~白然顿率=6.7609rad/secB上升时问Tr=0^8268sF1峰債t间Tp=0.64712s调节0f

6、ajTs=O.42682sPlrffl调*Delt=4.7406%1.阶跃响应孝极点分布1.2结

7、构阁o.2o.>)-矿间Ob1.8.6410C+2以ns0上升吋间Tr=0.51605sB峰值时间Tp=067917s阴调节吋间Ts=0.44765s0超调畳Delt=3.5231%(4)结合时域响应图，观察自然频率与阻尼比对阶跃响应的影响,定阻尼比，改变自然频率，记录2组实验结果。□上升时I'司Tr□蠓悝时闽TP□凋节时间Ts□趣讲量DeltS回®••••X7-7423?..上S阶S议性》分析本极点分布1自然缺牢■SJTTSrad/sec结构阁0.80.6阻尼比-0«53373Jj」d■A应时间■16.

8、0289sJdJ」门上升吋间Tr□格值时间Tp门调节吋间Ts□超凋ttDett3.观察比例-微分校正与测速反馈对二阶系统性能的改善。(1).按原始的调节参数输入K1=1、K2=1、K3=0、K4=0,调节时间滑块，记录阶跃响应最终出现稳定值时的极点分布图与阶跃响应(1).固定K1=1、K2=1、K3=0、K4=0,采用2个不同的传递函数G输入，观察各项性能指数，记录实验结果。(2).固定K1=1>K2=1、K4=0,G的情况下，分别取2个不同的K3,观察比例-微分控制对系统性能的改善，记录实验结果。性能分

9、tt(1).固定K1=1.K2=1、K3=0,G的情况下，分别取2个不同的K4,观察测速反馈对系统性能的影响，记录实验结果。(2).固定K1=1、K2=1、G的情况下，调节2组参数K3、K4的不同组合，使系统阶跃响应满足:上升时间Tr〈3.5s;超调量〈2%.自动控制这门课程对于我们通信专业的学生来说是头一次接触，虽然课程中有涉及到信号与系统方面的内容，但理解起来略微有些吃力，这次实验是第一次实验，内容是关于控制系统的时域分析