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1、《自动控制原理Ⅱ》实验指导书中国石油大学（北京）自动化系2009年自动控制原理Ⅱ实验指导书目录实验一采样控制系统分析2实验二相平面作图4实验三用Matlab进行状态空间分析及设计8-10-自动控制原理Ⅱ实验指导书实验一采样控制系统分析一、实验目的考察连续时间系统的采样控制中，零阶保持器的作用与采样时间间隔Ts对系统稳定性的影响。二、实验方法1、典型单位负反馈连续时间系统的开环传递函数为G(s)=20/(s2+5s),作时域仿真并确定系统的时域性能指标。2、将上述连续系统离散化，成为带零阶保持器的采样系统。作时域仿真，调整采样间隔时间Ts，观察对系统稳定性
2、的影响。三、实验报告要求1、叙述零阶保持器的作用；2、讨论采样间隔时间Ts对系统的影响。四、Matlab相关命令连续系统命令：(大部分s—>z仍可用)Gs=tf(num,den);zpk(z,p,k);zp2tftf2zpprintsys(Gs)parallel,series,feedback,cloopstep(sysc),impulse,lsimpzmap,rlocus,sgridbode,nyguistmargin模型转换:连续系统—离散系统c2d(sysc,ts,’zoh/imp’),d2c离散系统特有命令：t=0:ts:tend;step(sy
3、sd,t)dstep(numd,dend,[LongNumber]),dimpulse,dlsimpzmap,rlocus,dgriddbode,dnyguistmargin其他有关命令：-10-自动控制原理Ⅱ实验指导书helpdocroots(dend),residueresiduez部分分式展开conv(num1,num2)多项式乘法deconv(numz,denz)多项式除法zplane离散系统零极点图figureplot(t,yc,’g’,t,yd,’r’)stem(yd)-10-自动控制原理Ⅱ实验指导书实验二相平面作图一、实验目的1、利用MAT
4、LAB完成控制系统的相平面图；2、了解二阶系统相平面图的一般规律；3、利用相平面图进行系统分析。二、相平面作图实验方法1、相关MATLAB命令plot(t,x),plot(t,x,’:g’,t,y,’-r’),plot(x,y)subplot(n,m,i)2、相平面作图方法方法一：逐步求解并作图例如：对二阶系统（1）先求系统的；（2）再根据判断系统是欠阻尼、临界阻尼还是过阻尼；（3）然后求出系统的时间响应函数；（4）再求出其导数。num=[10];den=[1210];t=0:0.01:6;x=1-sqrt(9/10).*exp(-t).*sin(sqr
5、t(11).*t)%时间响应函数y=sqrt(9/10).*exp(-t).*sin(sqrt(11).*t)-sqrt(9/10).*exp(-t).*sqrt(11).*cos(sqrt(11).*t)%时间响应函数的导数plot(x,y)；grid;方法二：利用状态空间模型的STEP求各阶导数[a,b,c,d]=tf2ss(num,den);sys=ss(a,b,c,d);[y,t,x]=step(sys);-10-自动控制原理Ⅱ实验指导书当sys是状态空间模型时，step可以计算得到输出向量y、时间向量t及状态向量x（n个状态，x(:,1)…x(
6、:,n)分别与y、y一阶导数…y的n-1阶导数有关）例：二阶系统G(s)=10/(s2+2s+10)输入信号为r(t)=1(t),作该系统的相平面图。num=[10];den=[1210];[a,b,c,d]=tf2ss(num,den);sys=ss(a,b,c,d);[y,t,x]=step(sys);plot(y);holdon;plot(x(:,1));plot(x(:,2));gridsubplot(2,2,1);plot(t,x(:,2));grid;subplot(2,2,2);plot(t,x(:,1));grid;subplot(2,2
7、,3);plot(x(:,2),x(:,1));grid;subplot(2,2,4);plot(-x(:,2)+0.1,-x(:,1));grid;方法三：利用Simulink建立系统模型参见ver4p360.mdl及教材p360二阶系统分析-10-自动控制原理Ⅱ实验指导书>>holdoff>>plot(xx,yy);>>axis([-1010-1010]);%调整坐标>>grid;%画格>>title('a=-0.2,b=2,x0=0.1,y0=-0.1');%加标题>>holdon;%在Simulink文件中改参数运行>>plot(xx,yy);%
8、holdon后再plot，在原图上增加曲线-10-自动控制原理Ⅱ实验指导书三、实
