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1、《自动控制理论》实验指导书信息与通信工程学院电子信息工程实验一：控制系统时域响应分析实验类别：设计性实验级别：必做开课单位：电子信息工程专业实验中心实验学时：2一、实验目的本实验在给定二阶系统数学模型情况下，在取不同的阻尼比或不同的无阻尼振荡角频率时来仿真、分析系统的时域响应和性能；在给定系统数学模型情况下仿真、分析高阶系统时域响应和性能。二、实验原理利用MATLAB语言工具对二阶控制系统进行仿真，分析系统时域响应。三、实验内容和步骤J1、给定二阶系统数学模型为//（$）=，其中3n为无阻尼振荡频率，歹+co,r为阻尼系数。2、仿真、分析当®（学号单号©二
2、5,学号双号©二6,）,歹分别取0.1,0.2,…，1.0,2.0时的单位阶跃响应，根据实验得出§与各时域性能指标间的关系。3、当§（学号单号g二0.7,学号双号§=0.6,）,®分别取2,4,6,8,10,12时的单位阶跃响应，根据实验得出①,与各时域性能指标间的关系。4、当歹二0.7,Q“二6时的单位没脉冲响应并分析响应结果。四、实验设备装有MATLAB软件的计算机40台。五、实验报告要求1.给出二阶系统的仿真过度过程。2.在给定模型或白设模型的基础上记录、分析响应Illi线，给出分析结果。3.改变E或©，后记录、分析响应Illi线变化情况，给出分析结
3、果。4.思考题：确定最佳阻尼比歹的取值。六、附件（参考结果）附1：◎固定$变化时的参考曲线如下：StepResponse附2：§固定®变化时的参考曲线如下:S1«pR«spons91.52Time(sec)3.54.2附3：§固定固定时的单位脉冲响应参考曲线如下:实验二：控制系统频域响应分析实验级别：必做实验学时：2实验类别：设计性开课单位：电子信息工程专业实验中心一、实验目的在给定二阶系统数学模型情况下，在取不同的阻尼比时来仿真、分析系统的频域响应和性能。二、实验原理利用MATLAB语言工具对二阶控制系统进行仿真，分析系统频域响应。三、实验内容和步骤.2
4、1、给定二阶系统数学模型为H（s卜r其中3n为无阻尼振荡频率，g为s~+2口虑+car阻尼系数。2、仿真、分析当®（学号单号◎二5,学号双号◎二6,）,歹分别収0.1,0.2,…，1.0时系统的伯德图，根据实验曲线分析系统的幅频特性和相频特性随3的变化而变化情况,分析系统的稳定性。3.给定二阶系统数学模型为H（s）=50($+5X$-2)仿真、分析系统的Nyquist曲线,根据实验曲线分析系统的稳定性。四、实验设备装有MATLAB语言的计算机40台。五、实验报告要求1.给出二阶系统的仿真频率特性。2.在给定模型或自设模型的棊础上记录、分析响应曲线，特别是N
5、yquist曲线和Bode图，给出分析结果。3.通过分析系统频率特性和仿真Illi线判断闭环系统的稳定性，给出结论。4.思考题：用已给定的系统的时域响应能否验证该系统的稳定性，如能验证，如何进行？六、附件（参考曲线）附1：歹变化时的伯德图参考曲线如下:mp£e0BodePlotFrequency(rad/sec)50■001■6OPoseud501Lo00223456Frequency(rad/sec)8910W2：给定具体系统的Nvquist图参考曲线如下:NyquistPlot・3-2.5・2-1.5-1-0.50RglAxis实验三：控制系统串联超前
6、校正分析实验类别：设计性实验级别：必做开课单位：电了信息工程专业实验中心实验学时：4一、实验目的基于频率特性法设计控制系统串联超前校正装證，通过实验更好地熟悉、掌握系统综合与校正中的相关知识点。二、实验原理利用MATLAB语言工具或其它语言工具对控制系统进行仿真，分析系统综合与校正及其相关性能指标的验证或优化。三、实验内容和步骤1、给定系统模型如图3-1所示，图3-2为校正后的系统方框图。图3-1图3-22、根据性能指标的要求，确定开环增益K。3、求取开环频率特性和稳定裕度。4、选定串联超前校正装置并将已知条件输入（K、y、。5、若满足性能指标，则打印相应
7、指标，若不满足性能指标，须重新进行设计或调報性能指标。四、实验设备计算机40台五、实验报告要求1.对一个综合控制系统进行综合分析与仿真。2.给出分析综合控制系统的方法和思路。3.给出控制系统串联超前校正分析程序和实验结果。4.思考题：参考木实验设计迟后校正装置的程序流程图和实验程序。六、附件附1:串联校正装置设计参考流程图内容：设有一单位反馈系统，其开环传递函数为G()(5)=—^―,要求系统的稳态速度误差系$(s+2)数K、,=20(1/5),相位裕度厂>5(T,幅值裕度K&>10dB,试确定串联朝前校正.解：根据心=limsGo(s)=2Ok=4040
8、s(s+2)利用下列语句>>num0=[40];denO=conv
