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1、实验一典型环节的模拟研究一、实验冃的1、理解各个典型环节的结构和特点2、理解备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）Ui（s）KUo（s）.5.比例微分（PD）研究K分别取1和2两种情况。2、积分环节（I）Ui(s)1Uo(s),TS研究T分别取0.2和0.4两种情况。3、惯性环节Ui(s)KUo(slTS+1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」和0.
2、1；Kp、Ti和Td分别取2、0」和0.2两种情况四、实验过程研究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。五、实验结论实验二典型系统瞬态响应及稳定性一、实验ri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：G(s)=KS(O.ls、+l)
3、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G(s)=KS(0」s+l)(0.51s+l)其Simulink模型为研究半K分别去5.1（稳定）、11.96（临界稳定）和17（不稳定）吋系统的单位阶跃响应，并分析。四、实验过程五、实验结论实验三系统校正一、实验ri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
4、正后的系统结构分别如图1和图2所示，其屮传递函数(0.5$+1)7(0.055+1)为串联超前校正网络。图2校正后控制系统结构图20C(s)7s(0.5s+l)-1图I校正前控制系统结构图1、要求首先分别建立校止前和校正麻的系统，其Simlink模型可如下StepScope0.5s+1400.05s*1■如)TransferFenZero-Pole1如)Zero-Pole4simoutToWorkspace2、在一个图屮绘制校正前和校正示的阶跃响应波形(校正前用虚线线，校正示用实线)。3、分析校正的
5、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ri的-理解控制系统频率特性的概念2、掌握奈氏曲线和们徳图的绘制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100Ks(s+5)(s+10)分别绘制K为1、7.8和20时的奈奎斯特
6、11
7、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K(0.0167s+l)5(0.035'+1)(0.00255+1)(0.0015+1)分别绘制K为5、500、800和3000时的们徳
8、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.*[l7.820];G1=zpk(z,p,k(1));G2=zpk(z,p,k(2));G3=zpk(z,p,k(3));[rel,iml]=nyquist(Gl);[re2,im2]=nyquist(G2);[re3,im3]=nyquist(G3);plot(rel(:),iml(:),,k,)holdon;plot(re2(:),im2(:),*k:*)holdon;
9、plot(re3(:),im3(:),'k.・')axis(卜5,1,・5,1])gridxlabel(4RealAxis');ylabel('Imagina「yAxis')legend(10、,1],[0.001,1]));»G1=tf(num1,den);»G2=tf(num2,den);»G3=tf(num3,den);»G4=tf(nuni4,den);»bode(Gl,,k,)»margin(Gl)»bode(G2,'k')»margin(G2)»bode(G3,'k')»margin(G3)»bode(G4,'k‘)»margin(G4)
