自动控制实验报告.doc

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1、计算机控制原理实验报告姓名：房甜甜学号：130104010072班级：计算机三班指导教师：胡玉琦完成时间：2015年10月11日实验一二阶系统闭环参数和对时域响应的影响一、实验目的1.研究二阶系统闭环参数和对时域响应的影响2.研究二阶系统不同阻尼比下的响应曲线及系统的稳定性。二、实验要求1.从help菜单或其它方式，理解程序的每个语句和函数的含义；2.分析对时域响应的影响，观察典型二阶系统阻尼系数在一般工程系统中的选择范围；三、实验内容1、如图1所示的典型二阶系统，其开环传递函数为，其中，无阻尼自然震荡角频率=1，为阻尼比，试绘制分别为0,0.2,0.4,0.6,0.

2、9,1.2,1.5时，其单位负反馈系统的单位阶跃响应曲线（绘制在同一张图上）。R(s)C(s)图1典型二阶系统方框图2、程序代码wn=1;sigma=[0,0.2,0.4,0.6,0.9,1.2,1.5];(1)num=wn*wn;t=linspace(0,20,200)';(2)forj=1:7(3)den=conv([1,0],[1,2*wn*sigma(j)]);(4)s1=tf(num,den);(5)sys=feedback(s1,1)(6);y(:,j)=step(sys,t);(7)endplot(t,y(:,1:7));(8)grid;(9)gtext

3、('sigma=0');(10)gtext('sigma=0.2');gtext('sigma=0.4');gtext('sigma=0.6');gtext('sigma=0.9');gtext('sigma=1.2');gtext('sigma=1.5');2、代码函数理解分析(1)给赋值。(2)用于创建向量。linspace用于创建向量。用法：linspace(x1,x2,N)。功能：linspace是Matlab中的一个指令,用于产生x1,x2之间的N点行矢量.其中x1、x2、N分别为起始值、终止值、元素个数。若缺省N,默认点数为100。(3)与forj=1:7

4、等同,forj=1:7表示循环j取1-7,循环7次(4)做多项式的乘积（卷积），用来表示s(s+2），并赋值给den。(5)定义开环传递函数，num做分子，den做分母。(6)被控函数与比例系数相乘再反馈回来形成闭环。(7)求系统t范围（0，1）之间的阶跃响应。(8)plot(x,y)，以x,y为坐标轴画出图像。y(1:7)，取出1-7个数(9)gridon是打开网格,gridoff是关闭网格,而grid是切换两种状态,如果在gridoff的状态下,输入grid,相当于gridon,相反,如果在gridon状态下输入grid等价于gridoff.这里的grid应该是打

5、开网格。(10)gtext是运用鼠标进行标注，不能进行计算。gtext（'你想输入的内容'）,前提是已经有图,输入之后打开图,就提示你确定输入位置了。3、曲线图四、实验结论从二阶系统的脉冲响应曲线可以看出：无阻尼响应（sigma=0）为等幅震荡，没有调节作用；过阻尼和临界阻尼（sigma>=1）是单调衰减的，不存在超调的现象；欠阻尼（0

6、因此，一般希望二阶系统工作在sigma=0.4到0.8的欠阻尼状态因为在这种状态下将获得一个震荡适度，调整时间较短的响应过程。根据ξ值的大小可以间接判断一个二阶系统的暂态特性a.ξ>1，单位阶跃响应应为单调曲线，没有超调和震荡，但调整时间较长，系统反应迟缓。b.ξ=1，响应为单调曲线，调整时间比ξ>1的情况短。c.ξ=0，输出为等幅震荡，系统不能稳定工作。d.一般希望二阶系统工作在欠阻尼0<ξ<1状态下，但不能过小，否则调节时间长，为了限制超调量(最大偏差)，应在0.4-0.8之间，这时超调量将在2.5%-25%之间。实验二开环参数K和T对系统动态性能及稳定性的影响一

7、、实验目的研究开环参数K和T对系统动态性能及稳定性的影响二、实验要求1.推导单位负反馈系统的闭环传递函数；2.对比二阶系统的典型传递函数，找出K、T与、的关系式；3.从2中的关系式中分析K、T与、的关系；4.实验参数设定T=1，试绘制K分别为0.1,0.2，0.5，0.8，1.0，2.4时，其单位负反馈系统的单位阶跃曲线（绘制在同一张图上）；5.从help菜单或其它方式，制作PPT讲解程序的每个语句和函数的含义；三、实验内容1、对一般的二阶系统而言，其开环传递函数为，其中，K为回路增益，通常是可调节的，T为时间常数，通常由被控对象的特性决定，一般是不