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《控制工程基础仿真实验报告清华大学.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、1.1.1二阶系统的仿真推导系统的闭环传递函数如下：/⑴二1匕⑸R}-R4Cs-+R{R5Cs+R40.0152+0.1虽$+1&从式中可见,系统的无阻尼自振周期T=0.1,阻尼比＜=R5/(2R4),可见，阻尼比随R5变化而变化。下而直接用MATLAB编程建立系统，求系统的阶跃响应。编程如下：num=l;denl=[0.010.041];den2=[0.010.11];den3=[0.010.141];step(num,deni);gtext(1R5=40ko1);holdon;step(num,de
2、n2);gtext(1R5=100ko');step(num,den3);gtext(1R5=140ko1);gridfplot(*0.95*/[03]);fplot(T.05J[03]);%作出5%谋差带，规察进入稳态的时间阶跃响应输出从图屮可以得到R5不同吋系统的动态特性指标R5(KQ)Mp(%)ts(s)40531.38100160.5314050.439由系统开环传递函数10.01?+0.1^5编程建立系统，可以得到系统的开环伯德图和乃氏图，编程如下:num=l;denl=[0.010.040]
3、;den2=[0.010.10];den3=[0.010.140];%bode(num,deni);nyquist(num,deni);gtext(1R5=40ko1);holdon;%bode(num,den2);nyquist(num,den2);gtext('R5=100ko‘);%bode(num,den3);nyquist(num,den3);gtext(1R5=140ko1);grid系统开环伯徳图BodeDiagram(ap)55bS(詈)誘efR5=40ko:系统开环乃氏图同样由系统闭环
4、传递函数建立闭环系统模型，可以作出系统的闭环伯德图与乃氏图。编程如卜：num=l;denl=[0.010.041];den2=[0.010.11];den3=[0.010.141];bode(num,deni);nyquist(num,deni);gtext(1R5=40ko!);holdon;bode(num,den2);nyquist(num,den2);gtext('R5=100ko!);bode(num,den3);nyquist(num,den3);gtext(1R5=140ko1);grid
5、系统闭环伯德图2010BodeDiagram10°io1Frequency(rad/sec)102io3.10-2O-30-4O.50-60-7O3O(9P)-90354<(暑)不同R5对应阻尼比不同,R5=40kQ吋，＜=0.2,R5=100kQ吋，＜=0.5,R5=140kQ吋，＜=0.7o从图上可见，阻尼比越小，系统屮频段谐振峰值就越犬，但从频率特性曲线中看出，谐振频率为定值。liyquistOegtnRealAxe1.1.2三阶系统的仿真1.3.31)系统结构图如下一忑推导得系统的开环传递函数为
6、G(s)=二^xx&(/?°C
7、S+1)(/?4+/?v)C9y/?-,(/?^C
8、5+1)故可以推出系统闭环传递函数G(s)H($)=(-K)/(0.000153+0.11¥+$+K)(其中K=^-)rx+r4可见系统闭环传递函数为一三阶系统。由MATLAB可以计算得当心=110时系统处于临界稳定，此时3c=31.63rad/s当氏=33时其开环伯徳图为O-nx
9、EileEdit]£iewInsertToolsHesktopttiridowHelp3□IHOI$致目◎⑥1硬□匡）a0mp)GpntBW
10、(6S3se=d此时剪切频率3c=31.63rad/s不变，相角裕量丫=214度§2当氏=330时其开环伯徳图为llnuxEileEditMiewinsertToolsUesktopWindowHelp愆包r?®膜□目「叵BodeDiagram100500■50Frequency(rad/sec)(6ap)3s£d-100此时此时剪切频率3c=31.63rad/s不变，相角裕量丫=-17.55度1.1.3控制系统的校正1.13.1稳定性和品质分析(1)校正前G(s)100(0.045+1)(0.015+
11、1)(2)校正后G(s)=1000.5$+1s(0.04s+1)(0.01s+1)5s+1使用MATLAB(1)(2)画出们德图和乃氏图如下•2701010FfeoueocyFftqutAcy(rMMC)以上们徳图对比FigurcA□3dO4QQ“0S■蹶.FIile£ditXie*InsertToolsDesktopXindovHelpfileI4itUt«rtZ^liM-xvAj呂QtaE-NyquistDigram-45-435J25
