机电控制理论实验指导书

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1、《机电控制理论及应用》实验指导书机械工程与自动化学院机械电子与自动化系2009年10月实验一传递函数的求取实验名称：传递函数的求取实验目的：掌握MATLAB有关传递函数求取及其零、极点计算的函数。准备知识：求串联环节的传递函数:W)串联后的传递函数为：0(5)=^-=^X(5)denMATLAB计算公式：[num,den]=series(num1,den1,num2,den2)求并联环节的传递函数:X($)＞弘）严1deni心）AG2(X血deni并联后的传递函数为：Gg锵唱MATLAB计算公式：[num,den]=parallel(num19den1,num2

2、,den2)求单位反馈控制系统的传递函数:G<($)G⑸二numiden闭环传递传递函数为:numdenY($)=Gc($)G($)茹一1刁Gc(s)G(s)MATLAB计算公式：[num,den]=cloop（num1,den1,sign）Sign参数：正反馈用+1,负反馈用一1。缺省情况为负反馈。求闭环控制系统的传递函数:numdeniy（s）闭环传递函数为:丫($)二Gc($)G($)X^)~l+Gr(5)G(5)H(5)numdenMATLAB计算公式：[num,denkfeedbackmumhdenhnurr^den?,sign)Sign参数：正反

3、馈用+1,负反馈用一1。缺省情况为负反馈。多项式相乘:多项式(加+如与血冷+筠)相乘，需要先建立两个多项式对应的向量。、b,然后利用MATLAB函数Conv()进行。例：»a=[l,21;»b=[2,3]；»c=conv(a,b)上而三个命令就是求取多项式(£+2)与(2$+3)相乘后的向量。实验内容：1•特征多项式的建立与特征根的求取在命令窗口依次运行下而命令，并记录各命令运行后结果»p=[l,3,0,4];构建特征多项式"($)=“+3"+4的矩阵»r=roots(p)求特征方程"⑶+352+4=()的特征根>>p二poly(r)从特征根构建特征多项式的矩阵

4、2传递函数零、极点的求取在命令窗口依次运行下而命令，并记录各命令运行后结果G($)=—zz»num1=[6,0,1];den1二[1,3,3,1[;»z=roots(numl)»p=roots(den1)构建传递函数$+3"+35+1的特征多项式构建如的特征多项式的矩阵H(s)输出以多项式表示的传递函数输出传递函数的极点和零点图。求G(s)的零点求G($)的极点»nl=[l,l];n2=[l,2];dl=[l,2*i];d2=[l,-2*i];d3=[l,3]；»num2=conv(n1,n2)»den2=conv(d19conv(d2,d3))求多项式($+l

5、)(s+2)求多项式(f-2j)(s+2j)(s+3)»printsys(num2,den2)构建恥)二(s+DG+2)G-2j)G+2j)G+3)»num=conv(num1,den2);den=conv(den1,num2);»printsys(num,den)»pzmap(num,den),title(6极点一零点图')3.求单位反馈系统的传递函数:在命令窗口依次运行下而命令，并记录各命令运行后结果»numg=[1];deng=[500,0,0];构建传递函数G($)=—的特征多项式500厂»numc=[l,l];denc=[l,2];构建传递函数Ge($

6、)=二乜的特征多项式5+2»[num1,den1]=series(numg,deng,numc,dene);求G($)G「(s)»[num,den]=cloop(num1,den1,-1)求开环传递函数为G(s)G,s)的闭环传递函数»printsys(num,den)输出传递函数4•求反馈联接系统的传递函数：在命令窗口依次运行下而命令，并记录齐命令运行后结果»numg=f1];deng=f500,0,0];构建传递函数G($)=—的特征多项式5005~»numh=[1,1];denh=[1,2];构建传递函数H(s)=二^~的特征多项式5+2»[num,den

7、j=feedback(numg,deng,numh,denh)»printsys(num,den)5•口行利用MATLAB命令求取以下系统传递函数及其零、极点，并依次记录下各命令及结果。—►+25+1A5($+3)(2$+5)52+25+6实验二系统的时间响应分析实验名称：系统的时间响应分析实验目的：掌握MATLAB进行时间响应分析的编程；根据实验结果分析一阶惯性系统以及二阶系统的时间响应特征以及系统性能与系统参数Z间的关系。准备知识：设输入x(t),为输出为y(t),仿真时间段为矩阵t。系统的传递函数用特征矩阵表示为：G(s)=巴丝den利用MATLAB求取系

8、统时间响应的函数有：求取