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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划自动控制原理实验课综合设计报告书 《自动控制原理》课程实验报告 姓名：班级：学号：实验时间：实验成绩：一、实验目的： 1．熟练掌握step()函数和impulse()函数的使用方法，研究线性系统在单位阶跃、单位脉冲及单位斜坡函数作用下的响应。2．通过响应曲线观测特征参量ζ和ωn对二阶系统性能的影响。3．熟练掌握系统的稳定性的判断方法。 二、实验要求： 1．根据实验步骤，写出调试好的MATL
2、AB语言程序，及对应的MATLAB运算结果。 2．记录各种输出波形，根据实验结果分析参数变化对系统的影响。3．总结判断闭环系统稳定的方法，说明增益K对系统稳定性的影响。 三、实验步骤： 1．观察函数step()函数和impulse()的调用格式，假设系统的传递函 s2?3s?7数模型为G(s)?4，可以用几种方法绘制出系统的阶 s?4s3?6s2?4s?1 跃响应曲线？试分别绘制。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的
3、安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划 2?n 2．对典型二阶系统G(s)?22 s?2??ns??n 1）分别绘制出ωn=2(rad/s),ζ分别取0,,,和时的单位阶 跃响应曲线，分析参数ζ对系统的影响。 2）绘制出当ζ=，ωn分别取1,2,4,6时单位阶跃响应曲线，分析参数ωn对系统的影响。 3．单位负反馈系统的开环模型为G(s)? K ，试判2 (s?2)(s?4)(s?6s?25) 断系统的稳定性
4、，并求出使得闭环系统稳定的K值范围 四、实验结果与结论 时域分析法直接在时间域中对系统进行分析，可以提供系统时间响应的全部信息，具有直观、准确的特点。为了研究控制系统的时域特性，经常采用瞬态响应。本次实验从分析系统的性能指标出发，给出了在MATLAB环境下获取系统时域响应和分析系统的动态性能和稳态性能的方法。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保
5、从业人员的业务技能及个人素质的培训计划 1．用MATLAB求系统的瞬态响应时，将传递函数的分子、分母多项式的系数分别以s的降幂排列写为两个数组num、den。由于控制系统分子的阶次m一般小于其分母的阶次n，所以num中的数组元素与分子多项式系数之间自右向左逐次对齐，不足部分用零补齐，缺项系数也用零补上。用MATLAB求控制系统的瞬态响应1）阶跃响应 ①求系统阶跃响应的指令有： step(num,den,t)时间向量t的范围可以由人工给定 在MATLAB程序中，先定义num,den数组，并调用上述指令，
6、即可生成单位阶跃输入信号下的阶跃响应曲线图。 ②求阶跃响应的另一种方法 应当指出，当初始条件为零时，G(s)的单位阶跃响应与 G(s) 的单s 位阶跃响应相同。考虑到求系统的单位脉冲响应，因为对于单位脉冲输入量，R(s)=1所以 C(s)G(s)s2?3s?71 ?C(s)??4?32 R(s)ss?4s?6s?4s?1s 因此，可以将G(s)的单位阶跃响应变换成 G(s) 的单位脉冲响应。s目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平
7、，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划 向MATLAB输入下列num1和den1，给出阶跃响应命令，可以得到系统的单位阶跃响应曲线如图1-1所示，输入下列num2和den2，给出脉冲响应命令，可以得到如图1-1所示一样的单位脉冲响应曲线。t=[0::10];num1=[1,3,7];den1=[1,4,6,4,1];y=step(num,den,t);plot(t,y);grid;t=[0::10];nu
8、m=[1,3,7]; den=[1,4,6,4,1,0];图1-1单位阶跃响应曲线y=impulse(num,den,t);plot(t,y);grid; 2．特征参量?和?n对二阶系统性能的影响 标准二阶系统的闭环传递函数为： 2?nC(s) ?22 R(s)s?2??ns??n 二阶系统的单位阶跃响应在不同的特征参量下有不同的响应曲线。1）?对二阶系统性能的影响 设定无阻尼自然振
