《自动控制原理》MATLAB分析与设计仿真实验报告.doc

《自动控制原理》MATLAB分析与设计仿真实验任务书（2009） 一．仿真实验内容及要求： 1．MATLAB软件 要求学生通过课余时间自学掌握MATLAB软件的基本数值运算、基本符号运算、基本程序设计方法及常用的图形命令操作；熟悉MATLAB仿真集成环境Simulink的使用。 2．各章节实验内容及要求 1）第三章 线性系统的时域分析法 对教材P136.3-5系统进行动态性能仿真，并与忽略闭环零点的系统动态性能进行比较，分析仿真结果； 对教材P136.3-9系统的动态性能及稳态性能通过的仿真进行分析，说明不同控制器的作用； 在MATLAB环境下完成英文讲义P153.E3.3。 对英文讲义中的循序渐进实例“Disk Drive Read System”，在时，试采用微分反馈使系统的性能满足给定的设计指标。 2）第四章 线性系统的根轨迹法 在MATLAB环境下完成英文讲义P157.E4.5； 利用MATLAB绘制教材P181.4-5-(3）； 在MATLAB环境下选择完成教材第四章习题4-10或4-18，并对结果进行分析。 3）第五章 线性系统的频域分析法 利用MATLAB绘制本章作业中任意2个习题的频域特性曲线； 4）第六章 线性系统的校正 利用MATLAB选择设计本章作业中至少2个习题的控制器，并利用系统的单位阶跃响应说明所设计控制器的功能。 5）第七章 线性离散系统的分析与校正 利用MATLAB完成教材P383.7-20的最小拍系统设计及验证。 利用MATLAB完成教材P385.7-25的控制器的设计及验证。 二．仿真实验时间安排及相关事宜 1．依据课程教学大纲要求，仿真实验共6学时，教师可随课程进度安排上机时间，学生须在实验之前做好相应的准备，以确保在有限的机时内完成仿真实验要求的内容； 2．实验完成后按规定完成相关的仿真实验报告； 3．仿真实验报告请参照有关样本制作并打印装订； 4．仿真实验报告必须在本学期第15学周结束之前上交授课教师。 自动化系《自动控制原理》课程组 2009.03 第三章 线性系统的时域分析法 3-5.设单位反馈系统的开环传递函数为:G(s)= 试求系统在单位阶跃响应输入下的动态响应. 仿真程序： G1=tf([1],[1 1 1]); G2=tf([0.4 1],[1 0.6 0]); sys1=feedback(G2,1) sys2=feedback(G1,1) figure(1) step(sys1); grid figure(2) step(sys2);grid 3-9.设控制系统如图所示，要求： (1)取T1=0,T=0.1,计算测速反馈校正系统的超调量、调节时间和速度误差； (2)取T1=0.1，T2=0，计算比例-积分系统的超调量、调剂时间和测速误差。 仿真程序： G=tf([10],[1 1 0]); H1=tf([0.1 0],[1]); H2=tf([0.1 1],[1]); sys1=feedback(G,H1) sysn1=feedback(sys1,1) sys2=series(G,H2) sys3=feedback(sys2,1) t=0:0.01:10; figure(1) step(sysn1,t); grid figure(2) step(sys3,t); grid E3.3. A closed-loop control systerm is shown in the figure, 1) Dermine the transfer function C(s)/R(s). 2) Dermine the poles and zeros of the transfer function. 3) Use a unit step input ,R(s)=1/s,and zeros abtain the partial fraction expansion for C(s) and the stedy-state value . 4) Polt c(t)and discuss the effect of the real and complex poles of the transfer function. 对英文讲义中的循序渐进实例“Disk Drive Read System”，在时，试采用微分反馈使系统的性能满足给定的设计指标 Ka=100,G1(s)=,G2(s)=,R(s)= 仿真程序： （1）%Ka=100,加入微分反馈前时的阶跃相应曲线 Ka=100; nf=[5000];df=[1