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1、实验一典型环节的模拟研究一、实验目的1、理解各个典型环节的结构和特点2、理解各个典型环节的阶跃响应曲线二、实验设备电脑；MATLAB软件；实验箱三、实验内容研究下列典型环节的阶跃响应曲线：1、比例环节（K）研究K分别取1和2两种情况。2、积分环节（I）研究T分别取0.2和0.4两种情况。3、惯性环节研究K取1，T分别去0.2和0.4两种情况。4、比例积分环节（PI）研究当K取1，T分别取0.2和0.4两种情况。5.比例微分（PD）研究K取3，T取6.67时情况。6、比例积分微分环节（PID）研究Kp、Ti和Td分别取1、0.1和0.1；Kp、Ti和Td分别取2、0.1和0.2两
2、种情况四、实验过程五、实验结论实验二典型系统瞬态响应及稳定性一、实验目的1、理解二阶系统和高阶系统的结构和特点2、理解二阶系统在欠阻尼、临界阻尼和过阻尼情况下的阶跃响应3、研究系统的结构参数对系统稳定性的影响二、实验设备电脑；MATLAB软件；实验箱三、实验内容1、研究典型二阶系统设典型二阶系统开环传递函数为：其Simulink模型为研究当K分别取1（过阻尼）、2.5（临界阻尼）和10（欠阻尼）时的阶跃响应，并分析它们的特性。2、研究典型三阶系统，设开环传递函数为其Simulink模型为研究当K分别去5.1（稳定）、11.96（临界稳定）和17（不稳定）时系统的单位阶跃响应，并
3、分析。四、实验过程五、实验结论实验三系统校正一、实验目的1、掌握校正系统的结构特点2、理解校正系统对系统性能改善的作用二、实验设备电脑；MATLAB软件；实验箱三、实验内容设校正前和校正后的系统结构分别如图1和图2所示，其中传递函数为串联超前校正网络。图1校正前控制系统结构图图2校正后控制系统结构图1、要求首先分别建立校正前和校正后的系统，其Simlink模型可如下2、在一个图中绘制校正前和校正后的阶跃响应波形（校正前用虚线线，校正后用实线）。3、分析校正的作用四、实验过程五、实验结论实验四控制系统的频率特性一、实验目的1、理解控制系统频率特性的概念2、掌握奈氏曲线和伯德图的绘
4、制3、能用这些曲线分析稳定性二、实验设备电脑；MATLAB软件；实验箱三、实验内容1、设系统的开环传递函数为分别绘制K为1、7.8和20时的奈奎斯特曲线并根据奈氏判据分析稳定性。2、设一高阶系统开环传递函数为分别绘制K为5、500、800和3000时的伯德图，计算稳定裕量并分析稳定性。四、实验过程五、实验结论注：1的参考MATLAB程序为z=[];p=[0-5-10];k=100.*[17.820];G1=zpk(z,p,k(1));G2=zpk(z,p,k(2));G3=zpk(z,p,k(3));[re1,im1]=nyquist(G1);[re2,im2]=nyquist
5、(G2);[re3,im3]=nyquist(G3);plot(re1(:),im1(:),’k’)holdon;plot(re2(:),im2(:),’k:’)holdon;plot(re3(:),im3(:),’k.-’)axis([-5,1,-5,1])gridxlabel(‘RealAxis’);ylabel(‘ImaginaryAxis’)legend(‘K=1’,’K=7.8’,’K=20’)2的参考MATLAB程序为>>num1=5*[0.0167,1];>>num2=500*[0.0167,1];>>num3=800*[0.0167,1];>>num4=3000
6、*[0.0167,1];>>den=conv(conv([1,0],[0.03,1]),conv([0.0025,1],[0.001,1]));>>G1=tf(num1,den);>>G2=tf(num2,den);>>G3=tf(num3,den);>>G4=tf(num4,den);>>bode(G1,’k’)>>margin(G1)>>bode(G2,’k’)>>margin(G2)>>bode(G3,’k’)>>margin(G3)>>bode(G4,’k’)>>margin(G4)
