自动控制原理实验报告..doc

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1、.物理与电子电气工程学院实验报告课程名称：自动控制原理院系：物电专业：电子信息工程班级：1206学号：171207001姓名：程诚Word文档资料.实验报告（1）实验名称实验一典型环节的MATLAB仿真实验日期指导教师一、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、预习要求1．熟悉各种控制器的原理和结构，画好将创建的SIMULIN

2、K图形。2．预习MATLAB中SIMULINK的基本使用方法。三、实验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）和四、实验报告1．（1）比例环节实验结果：Word文档资料.SIMULINK仿真模型单位阶跃响应波形（2）比例环节实验结果：Word文档资料.SIMULINK仿真模型单位阶跃响应波形结果分析：由以上阶跃响应波形图知，比例环节使得输出量与输入量成正比，

3、既无失真也无延迟，响应速度快，能对输入立即作出响应，因此系统易受外界干扰信号的影响，从而导致系统不稳定。2.惯性环节实验结果：Word文档资料.SIMULINK仿真模型单位阶跃响应波形（2）惯性环节实验结果：Word文档资料.SIMULINK仿真模型单位阶跃响应波形结果分析：Word文档资料.由以上单位阶跃响应波形图知，惯性环节使得输出波形在开始时以指数曲线上升，上升速度与时间常数（惯性环节中s的系数）有关。3.积分环节实验结果：SIMULINK仿真模型单位阶跃响应波形结果分析：Word文档资料.积分环节的

4、输出量反映了输入量随时间的积累，积分作用随着时间而逐渐增强，其反映速度较比例环节迟缓。4.微分环节的实验结果：SIMULINK仿真模型单位阶跃响应波形结果分析：Word文档资料.由上图的单位阶跃响应波形图知，微分环节的输出反映了输入信号的变化速度，即微分环节能预示输入信号的变化趋势，但是若输入为一定值，则输出为零。，5.（1）微分环节（PD）的实验结果：SIMULINK仿真模型单位阶跃响应波形（2）比例+微分环节（PD）的实验结果：Word文档资料.SIMULINK仿真模型单位阶跃响应波形结果分析：由以上单

5、位阶跃响应波形知，比例作用与微分作用一起构成比例微分环节使得系统较单独的比例环节作用稳定，在输入为常值时也有响应的输出，避免了单独微分环节作用时的“零输出”。输出稳定时的幅值与比例环节的比例系数成正比。6.（1）比例+积分环节（PI）的实验结果：Word文档资料.SIMULINK仿真模型单位阶跃响应波形(2)比例+积分环节（PI）实验结果：Word文档资料.SIMULINK仿真模型单位阶跃响应波形结果分析：由以上单位阶跃响应波形可知，积分环节和比例环节一起作用使得系统的响应速度变快了，其输出与积分时间常数有

6、关。五：实验心得与体会Word文档资料.本次实验我们熟悉了MATLAB桌面和命令窗口，初步了解SIMULINK功能模块的使用方法。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。在实验中，我们通过SIMULINK功能模块建立控制系统各个典型环节的模型，进行仿真和调试，得到了各个典型环节在单位阶跃信号作用下的响应波形，通过观察各个典型环节在单位阶跃信号作用下的动态特性，我们定性的了解各参数变化对典型环节动

7、态特性的影响，同时也加深了我们对各典型环节响应曲线的理解。Word文档资料.Word文档资料.Word文档资料.实验报告（2）实验名称实验二线性系统时域响应分析实验日期指导教师一、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方法。二、预习要求1.预习实验中基础知识，运行编制好的MATLAB语句，熟悉MATLAB指令及step()和impul

8、se()函数。2.结合实验容，提前编制相应的程序。3．思考特征参量和对二阶系统性能的影响。4．熟悉闭环系统稳定的充要条件及学过的稳定判据。三、实验容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