《自动控制原理》实验报告-matlab分析与设计仿真

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1、《自动控制原理》MATLAB分析与设计仿真实验报告兰州理工大学《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兰州理工大学电气工程与信息工程学院共22页第22页《自动控制原理》MATLAB分析与设计仿真实验报告《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

2、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“DiskDriveReadSystem”，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

3、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MAT

4、LAB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》课程组兰州理工大学电气工程与信息工程学院共22页第22页《自动控制原理》MATLAB分析与设计仿真实

5、验报告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。兰州理工大学电气工程与信息工程学院共22页第22页《自动控制原理》MATLAB分析与设计仿真实验报告(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：兰州理工大学电

6、气工程与信息工程学院共22页第22页《自动控制原理》MATLAB分析与设计仿真实验报告仿真结果：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；兰州理工大学电气工程与信息工程学院共22页第22页《自动控制原理》MATLAB分析与设计仿真实验报告（1）τ1

7、=0τ2=0.1兰州理工大学电气工程与信息工程学院共22页第22页《自动控制原理》MATLAB分析与设计仿真实验报告（2）τ1=0.1τ2=0兰州理工大学电气工程与信息工程学院共22页第22页《自动控制原理》MATLAB分析与设计仿真实验报告E3.3Aclosed-loopcontrolsystemisshowninFigure3.2DeterminethetransferfunctionC(s／)R(s);Determinethepolesandzerosofthetransferfunction;U

8、seaunitstepinput,R(s)=1／s,andobtainthepartialfractionexpansionforC(s)Andthesteady-statevalue.Plotc(t)anddiscusstheeffectoftherealandcomplexpolesofthetransferfunction.分析：由图得，超调量是0.1，调节时间是1.2s。兰州理工大学电气工程与信息工程学院共22页第22页《自动控制原