《机械工程控制基础》实验指导书

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1、《机械工程控制基础》实验指导书实验一、时域特性的MATLAB计算机辅助分析一、传递函数的MATLAB部分分式展开1.基本命令1)传递函数的表示方法：num=[];den=[]。或num=conv([],[]);den=conv（[],[]）。2)部分分式展开命令：〔r,p.k〕＝residue(num,den)3）M函数2.例题教材P27/例2.6，例2.73.编程应用：教材P73/2-3/17)18)部分分式展开4.实验报告：写出上述编程应用部分分式展开的结果。二、时域响应曲线MATLAB分析1.时域响应MATLAB命令函数：im

2、pluse(num,den)；impluse(num,den,t)step(num,den)；step(num,den，t)lsim(num,den,u,t)2.画图MATLAB命令：plot()，holdon，gtext3.例题：P112/例3.104.编程应用：P118/3-185.实验报告：写出所编程序，画出响应曲线。三．MATLAB求连续系统的零极点和系统稳定性1.基本命令：计算多项式的根roots(den)计算零极点[p,z〕=pzmap(num,den)在复平面绘制系统的零极点图pzmap(num,den)2.例题：P1

3、14/例3.11;3.123.编程应用：P117/3-15 ：3);4);5)。4.实验报告：求出上述编程应用的极点和稳定性判别结果。实验二频域特性的MATLAB计算机辅助分析1.目的：用MATLAB进行系统的尼氏图和博德图的绘制，并讨论系统的稳定性，求出稳定裕量。2.基本命令：nyquist(num,den,w)Bode(num,den,w)3.编程实题：P165/4.13;4.14;4-154.编程应用：已知开环传递函数为编程分别绘制出其尼氏图、博德图，并从博特图上求出其幅值裕量和相角裕量。5.实验报告：对上述编程求出其结果（尼

4、氏图、博特图、稳定裕量）实验三控制系统的SIMULINK仿真实验1.内容：完成对控制系统的输入输出仿真，完成对控制器＋控制对象组成的反馈控制系统的控制效果仿真，分析PID控制器的参数调节对控制性能的影响。2.例子：3.仿真1：对象为的单位反馈系统阶跃响应、正弦信号响应；加入控制器（PD校正器）后的阶跃响应、正弦信号响应。仿真2：对象为的单位反馈系统阶跃响应、正弦信号响应；加入控制器（近似PID校正器）后的阶跃响应、正弦信号响应。仿真3：在Simulink中，自己选择一对象，设计PID控制器模块，调节PID参数，分析控制器参数调节对控

5、制效果的影响，并求出控制性能较为理想的PID参数。4.实验报告：1）上述的仿真结果图。2）设计并改变PID的调节参数，分析控制系统的控制效果的变化。