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1、自动控制理论中北大学信息商务学院电子信息工程实验一：控制系统时域响应分析一、实验目的本实验在给定二阶系统数学模型情况下，在取不同的阻尼比或不同的无阻尼振荡角频率时来仿真、分析系统的时域响应和性能；在给定系统数学模型情况下仿真、分析高阶系统时域响应和性能。二、实验原理利用MATLAB语言工具对二阶控制系统进行仿真，分析系统时域响应。三、实验内容和步骤1、给定二阶系统数学模型为，其中ωn为无阻尼振荡频率，为阻尼系数。2、仿真、分析当（学号单号=5，学号双号=6，），分别取0.1，0.2，…，1.0，2.0时的单位阶跃响应，根据实验得出
2、与各时域性能指标间的关系。程序如下：wn=5;kosi=[0.1:0.1:1.0,2.0];figure(1)holdonforkos=kosinum=wn.^2;den=[1,2*kos*wn,wn.^2];step(num,den)endtitle('StepResponse')holdoff3、当（学号单号=0.7，学号双号=0.6，），分别取2，4，6，8，10，12时的单位阶跃响应，根据实验得出与各时域性能指标间的关系。程序如下：w=[2:2:12];kos=0.7;figure(1)holdonforwn=w11num
3、=wn.^2;den=[1,2*kos*wn,wn.^2];step(num,den)endtitle('StepResponse')holdoff4、当=0.7，=6时的单位没脉冲响应并分析响应结果。程序如下：wn=6;kosi=0.7;figure(1)holdonforkos=kosinum=wn.^2;den=[1,2*kos*wn,wn.^2];step(num,den)endtitle('StepResponse')holdoff四、实验设备装有MATLAB软件的计算机40台。五、实验报告要求1．给出二阶系统的仿真过度
4、过程。2．在给定模型或自设模型的基础上记录、分析响应曲线，给出分析结果。3．改变ξ或后记录、分析响应曲线变化情况，给出分析结果。4．思考题：确定最佳阻尼比的取值。六、附件(参考结果)附1：固定变化时的参考曲线如下：11附2：固定变化时的参考曲线如下：附3：固定固定时的单位脉冲响应参考曲线如下：1111实验二：控制系统频域响应分析实验类别：设计性实验级别：必做开课单位：电子信息工程专业实验中心实验学时：2一、实验目的在给定二阶系统数学模型情况下，在取不同的阻尼比时来仿真、分析系统的频域响应和性能。二、实验原理利用MATLAB语言工具
5、对二阶控制系统进行仿真，分析系统频域响应。三、实验内容和步骤1、给定二阶系统数学模型为其中ωn为无阻尼振荡频率，为阻尼系数。2、仿真、分析当（学号单号=5，学号双号=6，），分别取0.1，0.2，…，1.0时系统的伯德图，根据实验曲线分析系统的幅频特性和相频特性随ω的变化而变化情况，分析系统的稳定性。程序如下：wn=6;kosi=[0.1:0.1:1.0];w=logspace(-1,1,100);figure(1)num=[wn.^2];forkos=kosiden=[12*kos*wnwn.^2];[mag,pha,wl]=b
6、ode(num,den,w);subplot(2,1,1);holdonsemilogx(wl,mag);subplot(2,1,2);holdonsemilogx(wl,pha);endsubplot(2,1,1);gridontitle('BodePlot');xlabel('Frequency(rad/sec)');ylabel('GaindB');subplot(2,1,2);gridon11xlable('Frequency(rad/sec)');ylable('Phasedeg');holdoff3、给定二阶系统数学模
7、型为，仿真、分析系统的Nyquist曲线，根据实验曲线分析系统的稳定性。程序如下：k=50;z=[];p=[-52];[num,den]=zp2tf(z,p,k);figure(1)nyquist(num,den)title('NyquistPlot');四、实验设备装有MATLAB语言的计算机40台。五、实验报告要求1．给出二阶系统的仿真频率特性。2．在给定模型或自设模型的基础上记录、分析响应曲线，特别是Nyquist曲线和Bode图，给出分析结果。3．通过分析系统频率特性和仿真曲线判断闭环系统的稳定性，给出结论。4．思考题：用
8、已给定的系统的时域响应能否验证该系统的稳定性，如能验证，如何进行？六、附件(参考曲线)附1：变化时的伯德图参考曲线如下：11附2：给定具体系统的Nyquist图参考曲线如下：11实验三：控制系统串联超前校正分析实验类别：设计性实验级别：必做开课单位
