实验两条轨道.doc

实验二 控制系统的根轨迹绘制与性能分析 班级:电子二班 姓名：王丽霞 学号：411109060320 一、实验目的 1、利用计算机完成控制系统的根轨迹作图。 2、了解控制系统根轨迹图的一般规律。 3、利用根轨迹进行系统分析。 二、实验设备 PC机，MATLAB仿真软件。 三、实验内容 1、作系统的根轨迹图，记录并观察曲线，依此分析系统的性能。 2、作系统的根轨迹图，记录并观察曲线，依此分析系统的性能。 3、作系统的根轨迹图，记录并观察曲线，依此分析系统的性能。 四、实验步骤 给定如下系统的开环传递函数，作出它们的根轨迹图，并完成给定要求。 1． clc clear close all %画 根轨迹 注意系统模型为开环传函把零极点转换为常数表达式 k=1; z=[]; p=[0,-1,-2]; [num,den]=zp2tf(z,p,k) printsys(num,den) figure(1) rlocus(num,den) %画根轨迹 title(rlocus(num,den)) %返回根 和根轨迹增益 [r,k]=rlocus(num,den) k=0:10; r=rlocus(num,den,k) %返回矩阵r 不作图 k范围由人工输入 %计算单入-单出系统零极点 figure(2) pzmap(num,den) title(零极点图) [p,z]=pzmap(num,den) %返回变量 不作图 figure(3) rlocus(num,den) %根轨迹图 title(n=[1]，den=[-1.0000 + 3.0000i -1.0000 - 3.0000i -2.0000]) [k,r]=rlocfind(num,den) %在根轨迹图上选择关心的点 得到该点的增益 k和闭环根 实验1的根轨迹图如图1-1所，其零极点分布图如图1-2所示。 图1-1 实验1的根轨迹图 图1-2 实验1的零极点分布图 要求：(a) 准确记录根轨迹的起点、终点于根轨迹的条数。 起点：-1.0000 + 3.0000i -1.0000 - 3.0000i -2.0000 终点：无终点 根轨迹条数：3条 (b) 确定根轨迹的分离点与相应的根轨迹增益。 根轨迹的分离点：s=-0.423 相应的根轨迹增益：0.385 (c)确定临界稳定时的根轨迹增益。 临界稳定时的根轨迹增益：5.96 2． clc clear close all %画 根轨迹 注意系统模型为开环传函 把零极点转换为常数表达式 k=1; z=[-1]; p=[0,1,-2+(3)^0.5*2j,-2-(3)^0.5*2j]; [num,den]=zp2tf(z,p,k) printsys(num,den) figure(1) rlocus(num,den) %画根轨迹 title(rlocus(num,den)) %计算单入-单出系统零极点 figure(2) pzmap(num,den) title(零极点图) [p,z]=pzmap(num,den) %返回变量 不作图 figure(3) rlocus(num,den) %根轨迹图 [k,r]=rlocfind(num,den) %在根轨迹图上选择关心的点 得到该点的增益 k和闭环根 实验2根轨迹图如图2-1，极点分布图如图2-2所示。 图2-1 实验2的根轨迹图 图2-2实验1的零极点分布图 要求：确定根轨迹与虚轴交点并确定使得系统稳定的根轨迹增益取值范围。 根轨迹与虚轴交点为：s1=-2.56,s2=2.56,s3=1.587,s4=-1.58 使得系统稳定的根轨迹增益取值范围:(23.6,35.6). 3． clc clear close all %画 根轨迹 注意系统模型为开环传函 把零极点转换为常数表达式 k=1; z=[-3]; p=[0,-2]; [num,den]=zp2tf(z,p,k) printsys(num,den) figure(1) rlocus(num,den) %画根轨迹 title(rlocus(num,den)) %计算单入-单出系统零极点 figure(2) pzmap(num,den) title(零极点图) [p,z]=pzmap(num,den) %返回变量 不作图 figure(3) rlocus(nu