自控原理实验报告 修改.doc

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1、实验报告课程自动控制原理实验报告专业学号指导教师姓名实验名称实验一典型环节的MATLAB仿真实验日期2011.12.16第1次实验一、实验目的1．熟悉MATLAB桌面和命令窗口，初步了解SIMULINK功能模块的使用方法。2．通过观察典型环节在单位阶跃信号作用下的动态特性，加深对各典型环节响应曲线的理解。3．定性了解各参数变化对典型环节动态特性的影响。二、实验内容按下列各典型环节的传递函数，建立相应的SIMULINK仿真模型，观察并记录其单位阶跃响应波形。①比例环节和；②惯性环节和③积分环节④微分环节⑤比例+微分环节（PD）和⑥比例+积分环节（PI）和三、实验结果及分析实验过程①比例环

2、节相应的SIMULINK仿真模型及其单位阶跃响应波形如图所示。相应的SIMULINK仿真模型及其单位阶跃响应波形如图所示。分析知：1、比例环节是一条平行于实轴的直线。2、比例系数越大，越远离实轴。②惯性环节相应的SIMULINK仿真模型及其单位阶跃响应波形如图所示。相应的SIMULINK仿真模型及其单位阶跃响应波形如图所示。分析知：惯性环节s因子系数越小，系统越快速趋于稳定。③积分环节相应的SIMULINK仿真模型及其单位阶跃响应波形如图所示。④微分环节相应的SIMULINK仿真模型及其单位阶跃响应波形如图所示。分析知：积分环节先趋于稳定，后开始开始不稳定。微分环节开始稳定中间突变而后

3、又趋于稳定。⑤比例+微分环节（PD）相应的SIMULINK仿真模型及其单位阶跃响应波形如图所示。相应的SIMULINK仿真模型及其单位阶跃响应波形如图所示。分析知：比例+微分环节中，s因子系数决定从稳定到中间突变又趋于稳定时间的大小，而比例系数决定稳定程度的大小，比值越大越远离实轴。⑥比例+积分环节（PI）相应的SIMULINK仿真模型及其单位阶跃响应波形如图所示。相应的SIMULINK仿真模型及其单位阶跃响应波形如图所示。分析知：比例+积分环节中，s因子的系数决定稳定的程度，s因子系数越大发散越快。三、实验心得与体会1．熟悉MATLAB桌面和命令窗口，初步了解SIMULINK功能模块

4、的使用方法。MATLAB中SIMULINK是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包。利用SIMULINK功能模块可以快速的建立控制系统的模型，进行仿真和调试。2．通过观察典型环节在单位阶跃信号作用下的动态特性，加深了对各典型环节响应曲线的理解。3．定性了解了各参数变化对典型环节动态特性的影响。实验名称实验二线性系统时域响应分析实验日期2011.12.23第2次实验一、实验目的1．熟练掌握step()函数和impulse()函数的使用方法，研究线性系统在单位阶跃、单位脉冲及单位斜坡函数作用下的响应。2．通过响应曲线观测特征参量和对二阶系统性能的影响。3．熟练掌握系统的稳定性的判断

5、方法。二、实验内容1．观察函数step()和impulse()的调用格式，假设系统的传递函数模型为可以用几种方法绘制出系统的阶跃响应曲线？试分别绘制。2．对典型二阶系统1）分别绘出，分别取0,0.25,0.5,1.0和2.0时的单位阶跃响应曲线，分析参数对系统的影响，并计算=0.25时的时域性能指标。2）绘制出当=0.25,分别取1,2,4,6时单位阶跃响应曲线，分析参数对系统的影响。3．系统的特征方程式为，试用三种判稳方式判别该系统的稳定性。4．单位负反馈系统的开环模型为试用劳斯稳定判据判断系统的稳定性，并求出使得闭环系统稳定的K值范围。一、实验结果及分析1、观察函数step()和i

6、mpulse()的调用格式，假设系统的传递函数模型为可以用3种方法绘制出系统的阶跃响应曲线.绘制如下。1向MATLAB输入下列给出阶跃响应命令，可以得到阶跃响应曲线如图所示。num=[137];den=[14641];step(num,den)gridxlabel('t/s'),ylabel('c(t)')title('1.1G(s)')2向MATLAB输入下列给出阶跃响应命令，可以得到阶跃响应曲线如图所示。num=[1370];den=[14641];impulse(num,den)gridtitle('1.2G(s)3向MATLAB输入下列给出阶跃响应命令，可以得到阶跃响应曲线如图

7、所示。num=[1370];den=[146410];impulse(num,den)gridtitle('1.3G(s2、1）分别绘出，分别取0,0.25,0.5,1.0和2.0时的单位阶跃响应曲线，分析参数对系统的影响，并计算=0.25时的时域性能指标。向MATLAB输入下列命令，可以得到曲线如图所示。num=[004];den1=[104];den2=[114];den3=[124];den4=[144];den5=[184];t=0:0