自控实验紫金港.docx

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1、专业：电子信息技术及仪器姓名：张时寒学号：3120102098日期：2014.5.26地点：东3409实验报告课程名称：自动控制理论实验指导老师：吴越成绩：__________________实验名称：MATLAB仿真实验实验类型：同组学生姓名：_________一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得实验九控制系统的时域分析一、实验目的：1．用计算机辅助分析的办法，掌握系统的时域分析方法。　2．熟悉Simulink仿真环境。二、实验原

2、理及方法：系统仿真实质上就是对系统模型的求解，对控制系统来说，一般模型可转化成某个微分方程或差分方程表示，因此在仿真过程中，一般以某种数值算法从初态出发，逐步计算系统的响应，最后绘制出系统的响应曲线，进而可分析系统的性能。控制系统最常用的时域分析方法是，当输入信号为单位阶跃和单位冲激函数时，求出系统的输出响应，分别称为单位阶跃响应和单位冲激响应。在MATLAB中，提供了求取连续系统的单位阶跃响应函数step，单位冲激响应函数impulse，零输入响应函数initial等等。二、实验内容：二阶系统，其状态方程模型为-0.5572-0.78141=+u0.7

3、81400y=[1.96916.4493]+[0]u1．画出系统的单位阶跃响应曲线；2．画出系统的冲激响应曲线；3．当系统的初始状态为x0=[1,0]时，画出系统的零输入响应；4．当系统的初始状态为零时，画出系统斜坡输入响应；五、实验数据处理与分析1.系统的单位阶跃响应曲线a=[-0.5572 -0.7814;0.7814 0] b=[1;0] c=[1.9691 6.4493] d=[0] step(a,b,c,d)2.系统的冲激响应曲线impulse(a,b,c,d)3.系统的零输入响应曲线x0=[1；0] initial(a,b,c,d,x0)4.

4、系统的斜坡输入响应曲线x0=[0] t = 0:0.01:5 u=(t) lsim(a,b,c,d,u,t) 5.SIMULINK仿真运行后得到下图六、实验心得1．了解和初步学习了MATLAB软件。2.学会了lsiminitialstep等函数的使用方法。实验十一　控制系统的根轨迹分析一、实验目的：1．掌握用计算机辅助分析法分析控制系统的根轨迹2．熟练掌握Simulink仿真环境。二、实验原理与方法：根轨迹是指，当开环系统某一参数（一般来说，这一参数选作开环系统的增益k）从零变到无穷大时，死循环系统特征方程的根在s平面上的轨迹。因此，从根轨迹，可分析系统

5、的稳定性、稳态性能、动态性能。同时，对于设计系统可通过修改设计参数，使闭环系统具有期望的零极点分布，因此根轨迹对系统设计也具有指导意义。在MATLAB中，绘制根轨迹有关的函数有：rlocus，rlocfind，pzmap等。三、实验内容：一开环系统传递函数为绘制出此闭环系统的根轨迹，并分析系统的稳定性。四、实验要求：1．编制MATLAB程序，画出实验所要求根轨迹,求出系统的临界开环增益，并用闭环系统的冲击响应证明之。2．在Simulink仿真环境中，组成系统的仿真框图，观察临界开环增益时系统单位阶跃响应曲线并记录之。五、实验数据记录及处理系统的单位增益负

6、反馈闭环传递函数如下:1.系统根轨迹num=[1 2] den=[1 8 22 25 11] （k=1）         rlocus(num,den) 2.输入rlocfind(num,den)系统的临界稳定时，根轨迹位于虚轴上，得到临界开环增益k=55.33723.输入num=[55.3372 110.6744] den=[1 8 22 79.3372 119.6744] impulse(num,den) 临界开环增益时，闭环系统的冲激响应曲线1.simulink仿真六、实验心得进一步学习了MATLAB，又学会了rlocusrlocfind等函数的使

7、用方法