《自动控制原理》matlab的使用分析与设计研究 仿真实验报告

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1、《自动控制原理》MATLAB分析与设计仿真实验报告兰州理工大学《自动控制原理》MATLAB分析与设计仿真实验报告院系：电信学院班级：姓名：学号：时间：2010年11月30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（2009）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

2、兰州理工大学电气工程与信息工程学院共31页第36页《自动控制原理》MATLAB分析与设计仿真实验报告对教材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

3、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

4、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2009.08第三章线性系统的时域分析法1.设单位反馈系统的开环传递函数为，试求系统在单位阶跃输入下的动态性能。兰州理工大学电气工程与信息工程学院共3

5、1页第36页《自动控制原理》MATLAB分析与设计仿真实验报告（1）考虑闭环零点结构图：输出波形：结果分析:上升时间Tr=4.0s,调节时间Ts=10.0s,超调量为18%.（2）忽略闭环零点结构图：兰州理工大学电气工程与信息工程学院共31页第36页《自动控制原理》MATLAB分析与设计仿真实验报告输出波形：分析：上升时间Tr=3.6s,调节时间Ts=10.0s,超调量为16%.（3）将忽略闭环零点以后与不忽略之前进行比较：结构图兰州理工大学电气工程与信息工程学院共31页第36页《自动控制原理》MATLAB分析与设

6、计仿真实验报告输出波形分析：通过比较发现，忽略零点以后调节时间变长，上升时间变长，超调量稍微变小一点。有闭环零点动态性能较好。2.设控制系统为图所示，要求兰州理工大学电气工程与信息工程学院共31页第36页《自动控制原理》MATLAB分析与设计仿真实验报告（1）取t1=0,t2=0.1,计算测速反馈系统校正系统的超调量，调节时间和速度误差。结构图：波形图：分析：超调量为33%，调节时间为6.3秒。兰州理工大学电气工程与信息工程学院共31页第36页《自动控制原理》MATLAB分析与设计仿真实验报告（2）取t1=0.1,

7、t2=0,计算比例微分校正系统的超调量，调节时间和速度误差。结构图：波形图：分析：超调量为37%，调节时间为6.6秒。兰州理工大学电气工程与信息工程学院共31页第36页《自动控制原理》MATLAB分析与设计仿真实验报告（3）将两者进行对比结构图：波形图：兰州理工大学电气工程与信息工程学院共31页第36页《自动控制原理》MATLAB分析与设计仿真实验报告结果分析：通过比较，测速反馈校正系统与超调量为33%，调节时间为6.3秒；比例微分校正系统超调量为37%，调节时间为6.6秒，测速反馈校正系统超调量较小、调节时间较短

8、，所以测速反馈校正系统更好。E3.3Aclosed—loopcontrolsystem1)DeterminethetransferfunctionC(s)/R(s).2)Determinethepolesandzerosofthetransferfunction3)UseaunitstepinputR(s)=1/s,andobtainthepartialfr