控制系统仿真与CAD实验报告副本.doc

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1、实验一控制系统的数学描述实验目的1．学习建立控制系统的传递函数模型2．学习模型连接与化简实验内容1．已知传递函数，表示其传递函数模型和零极点模型。2．已知系统模型将其转换为多项式传递函数。3．写出下系统的串联、并联和反馈系统模型实验过程1．在命令窗口输入以下程序num=[11];den=[1320];g1=tf(num,den)zpk(g1)结果：Transferfunction:s+1-----------------s^3+3s^2+2sZero/pole/gain:(s+1)-------

2、------s(s+2)(s+1)2．在命令窗口输入以下程序A=[10;-2-3];B=[10;01];C=[10];D=[00];g2=ss(A,B,C,D)tf(g2)结果：a=x1x2x110x2-2-3b=u1u2x110x201c=x1x2y110d=u1u2y100Continuous-timemodel.Transferfunctionfrominput1tooutput:1-----s-1Transferfunctionfrominput2tooutput:03．在命令窗口输入以

3、下程序z=[-1-2];p=[-5-8-9];k=[4];g3_1=zpk(z,p,k);s=tf('s');g3_2=(5*s+1)/(s^2+5*s+4)gp=parallel(g3_1,g3_2)gs=series(g3_1,g3_2)gf=feedback(g3_1,g3_2)结果：Continuous-timemodel.Transferfunction:5s+1-------------s^2+5s+4Zero/pole/gain:9(s+0.2103)(s+4.687)(s^2+1

4、0.99s+44.19)----------------------------------------------(s+5)(s+4)(s+8)(s+9)(s+1)Zero/pole/gain:20(s+0.2)(s+1)(s+2)-----------------------------(s+4)(s+5)(s+8)(s+9)(s+1)Zero/pole/gain:4(s+1)^2(s+2)(s+4)----------------------------------------------

5、----(s+1)(s^2+6.2s+11.04)(s^2+19.8s+131.2)实验二控制系统分析实验目的1.学习分析控制系统2.掌握常用的分析方法实验内容1.已知系统的闭环传递函数，绘制控制系统的单位阶跃响应曲线，并获取超调量、调节时间、上升时间和稳态值等性能指标。2.已知单位负反馈系统的开环传递函数，绘制系统的根轨迹图，并求使系统稳定的K值范围和使系统无超调量的K值范围。3.已知单位负反馈系统的开环传递函数，绘制系统的开环频率特性曲线，求系统的幅值穿越频率、相角裕度、相角穿越频率和幅值裕

6、度，并判断系统的稳定性。实验过程1.在命令窗口输入以下程序s=tf('s');g1=(4.8*s^2+28.8*s+24)/(s^3+9*s^2+26*s+24)Step(g1)结果：Transferfunction:4.8s^2+28.8s+24-----------------------s^3+9s^2+26s+24取超调量：22%调节时间：2.52s上升时间：0.269稳态值：12.在命令窗口输入以下程序s=tf('s');g2=1/(s*(s^2+4*s+5))rlocus(g2)结果

7、：Transferfunction:1-----------------s^3+4s^2+5s0

8、递函数，试用根轨迹几何方法对系统进行超前校正，使系统满足单位阶跃响应的最大超调量，调整时间。实验过程1.对未校正系统分析，程序如下：s=tf('s')g0=1/(s*(s+2))sisotool(g0)在ControlandEstimationToolsManager中的AnalysisPlots下调出g0的单位阶跃响应如下图：此系统不满足要求2.求主导极点，程序如下：sigma=0.2;ts=1.2;kesi=log(1/sigma)/((pi)^2+(log(1/sigma))^2)^(1/