自控原理ii实验指导书

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1、实验一、采样系统仿真一、实验目的1、认识采样系统与模拟系统的不同。2、研究采样周期对采样系统性能的影响。二、实验内容采样系统如图9-1和图9-2所示，观察采样周期为0.1秒时采样系统与原连续系统的阶跃响应的不同。然后观察采样周期分别为0.01秒、0.1秒和0.5秒时，采样系统阶跃响应的变化，研究采样周期对采样系统的影响。图9-1采样系统图9-2采样系统三、实验步骤1、通过MATLAB仿真，研究采样系统（采样周期为0.1秒）与连续系统的不同。2、观察采样周期分别为0.01秒、0.1秒和0.5秒时采样系统阶跃响应，研究采样周期对采样系统的影响。四、实验报告1、通过实

2、验数据说明采样系统与连续系统的不同。2、通过实验数据说明采样周期对采样系统性能的影响。五、思考题1、采样系统中，采样周期是如何选取的？2、采样系统与连续系统的差别取决于什么因素？实验二、采样系统校正一、实验目的1．掌握用连续系统设计方法对采样系统进行设计。2．掌握采样系统中采样周期的选择方法。二、实验内容采样控制系统如图10-1所示，选择合理的采样周期，设计串联校正装置的参数k、a和b，使校正后系统满足的期望性能为：Mp≤5%，tp≤0.5秒。图10-1采样控制系统三、实验步骤1、从期望的性能指标，求出2阶系统的期望极点。2、按照串联校正的设计方法，设计校正装置

3、参数k、a和b。3、在MATLAB环境下，对校正后的系统性能进行仿真验证。四、实验报告1、实验前进行理论设计，写出详细设计步骤。2、记录实验有关数据及图表。3、实验数据分析。五、思考题1、将连续系统的设计方法用于采样系统设计，应注意那些问题？2、设计采样系统的校正网络，可采用那些方法？实验三、非线性控制系统分析一、实验目的1、认识非线性环节的输入输出特性。2、研究非线性环节对线性系统的影响。二、实验内容1、在输入端加入正弦信号，观察饱和、死区、纯滞后环节的输出信号，认识它们的输入输出特性，改变非线性环节的参数进行实验，认识这些参数的作用。2、非线性控制系统如图1

4、1-1所示，选择不同的非线性环节及其非线性参数，研究它们对线性控制系统的影响，如超调量、峰值时间、调节时间等。图11-1非线性控制系统三、实验步骤1、通过实验认识几个典型非线性环节的输入输出特性。2、通过实验研究非线性环节对线性系统的影响。四、实验报告1、通过实验数据说明几个典型非线性环节的输入输出特性。2、通过实验数据分析非线性环节对线性系统性能的影响。五、思考题在控制系统的仿真中，忽略非线性环节会对仿真结果产生什么影响？实验四、状态反馈设计一、实验目的1．掌握用状态空间法建立系统模型的方法。2．掌握用状态反馈法进行极点配置的方法。二、实验内容被控原系统如下图

5、8-1所示，x1、x2为状态变量，以该状态变量建立系统的状态方程，用状态反馈法对原系统进行极点配置，期望性能为：Mp≤5%，tp≤0.5秒。图8-1被控原系统图8-2极点配置后系统三、实验步骤1．建立状态空间模型。2．从期望的性能指标，求出2阶系统的期望极点。3．按照状态反馈法，设计反馈回路的参数。4．在MATLAB环境下，对极点配置后的系统性能进行仿真验证。四、实验报告要求1．实验前进行理论设计，写出详细设计步骤。2．记录实验有关数据及图表。3．实验数据分析。