自动控制原理上机实验46021.ppt

自动控制原理上机实验 模型建立与转换 实验1：稳定性分析 实验2：时域分析 实验3：根轨迹法 实验4：频率法 实验5：综合实验 实验6：根轨迹设计器的应用 SIMULINK建立系统模型 SIMULINK的启动 在MATLAB命令窗口的工具栏中单击按钮。 在命令提示符“”下键入simulink命令，并回车。 选择所需要的元素，用鼠标左键点中后拖到模型编辑窗口的合适位置。 要修改模块的参数，可以用鼠标双击该模块图标，则会出现一个相应对话框，提示用户修改模块参数。 实验 线性系统时域分析 实验说明 1、利用M文件构建模型。 例：已知一系统开环传递函数为 完成下列工作： （1）求其单位闭环传递函数。 （2）观测其单位阶跃响应。 （3）判定其是否稳定 源程序为： numg = [10] deng = [1 2 10] sys1=tf (numg , deng) sys=feedback ( sys1 , 1 ) pole ( sys ) t = [0 : 0.1 : 10] [Y, T]=step ( sys , t ) [Y1,T]=step(sys1,t) plot ( T , Y ,T,Y1) grid on 2、利用SIMULINK构建模型。 * Matlab的启动—— 双击Matlab的图标 ： 应用Matlab时，应注意：字体必须是“半角英文”。　　　 便可进入命令窗口。 经典控制理论的常见模型：　　　 零极点模型、　　　 传递函数模型。 对于线性定常系统：　　 用命令： 可生成传函模型。 用命令： 可生成零极点模型。 用命令： ——可实现从传函模型到零极点模型的转换； ——可实现从零极点模型到传函模型的转换。 练习1 考虑如下连续系统： 方法1 执行程序： clear;close all; num=[3,15,18];den=[1,1,-2,-3,-7,-4,-4]; [z,p,k]=tf2zp(num,den), %求对应传函的零点、极点、增益 方法2 执行程序： clear;close all; den=[1,1,-2,-3,-7,-4,-4]; p=roots(den) %求传函分母对应的根 连续系统的单位阶跃响应函数： y=step(num,den,T) 练习2 求典型二阶系统当ξ=0.5,ωn=5时的单位阶跃响应。 其程序为： clear;close all； num=25; den=[1 6 25]；t=0:0.02:2； c=step(num,den,t);plot(t,c); xlabel(‘t---sec’),ylabel(‘c(t)’),grid,pause 运行结果中的数据显示在命令窗口（略），图形显示在图形窗口。 练习3 已知某系统的闭环传递函数为： 求其单位阶跃响应。 其程序为： clear;close all； num=[10,25]；den=[0.16,1.96,10,25]；t=0:0.02:2.5； c=step(num,den,t);plot(t,c); xlabel(‘t---sec’),ylabel(‘c(t)’),grid,pause 运行结果中的数据显示在命令窗口（略），图形显示在图形窗口。 在控制系统工具箱中，根轨迹分析的调用命令为： rlocus(num,den) ％系统按自动给定的k值绘出根轨迹图 rlocus(num,den，k) ％系统按用户指定的k值绘出根轨迹图 [r,k]=rlocus(num,den) ％返回增益及其对应的复极点 [r]=rlocus(num,den,k) ％返回与给定增益对应的复极点 其中， num为开环传递函数的分子多项式的系数向量（提出k后）； den为开环传递函数的分母多项式的系数向量，它们关于s降幂排列。 练习4 已知某系统负反馈系统开环传递函数为： 绘制其根轨迹，并确定k=4时系统的闭环极点。 其程序为： clear;close all num=[1];den=[1,5,8,6,0]; rlocus(num,den); 得到根轨迹图： 值的说明的一点是，用MATLAB绘出的根轨迹图形的横坐标与纵坐标比例通常是不同的，这一点，与我们手画的图形从视觉上会略有不同，我们可以通过拉动图形窗口使其一致。 练习5. 已知某负反馈系统的开环传递函数为： 试在四个区内分别绘制P等于4、9、10、16时系统的根轨迹图。 程序为： clear;close all b1=[1