《自动控制原理》实验报告-MATLAB分析与设计仿真汇.doc

兰 州 理 工 大 学 《自动控制原理》MATLAB分析与设计 仿真实验报告 院系： 电信学院 班级： 姓名： 学号： 时间： 2010 年 11 月 22 日 电气工程与信息工程学院 《自动控制原理》MATLAB分析与设计仿真实验任务书（2010） 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 第三章 线性系统的时域分析 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输入下的动态性能。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。(2)忽略闭环零点的系统动态性能 SIMULINK仿真图： 仿真结果： 分析：从图中可以看出：峰值时间：tp=3.36s，超调量为（1.37-1）/1=37%，调节时间为ts=8.3s （3）两种情况动态性能比较 SIMULINK仿真图： 仿真结果： 分析：忽略闭环零点的系统阻尼比变大，使调节时间、超调量变大，上升时间、峰值时间变大，使系统动态性能变差 3-9设控制系统如图3-9所示。要求：（1）取T1=0，T2=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，计算测速反馈校正系统的超调量，调节时间和速度误差； （1）τ1=0 τ2=0.1 （2）τ1=0.1 τ2=0 E3.3 A closed-loop control system is shown in Figure3.2Determine the transfer function C(s／)R(s);Determine the poles and zeros of the transfer function;Use a unit step input,R(s)=1／s,and obtain the partial fraction expansion forC(s) And the steady-state value.Plot c(t) and discuss the effect of the real and complex poles of the transfer function. 分析：由图得，超调量是0.1，调节时间是1.2s。 第四章 线性系统的根轨迹法 E4.5 A control system as shown in Fig4.1 has a plant G(s)= 1) When Gc(s)=K,show that the system is always unstable by sketchin