典型系统动态性能和稳定性分析实验报告

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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划典型系统动态性能和稳定性分析实验报告　　系别：机电工程学院专业：课程名称：自动控制原理实验　　系别：机电工程学院专业：课程名称：自动控制原理实验　　系别：机电工程学院专业：课程名称：自动控制原理实验　　系别：机电工程学院专业：课程名称：自动控制原理实验　　系别：机电工程学院专业：课程名称：自动控制原理实验　　典型系统的时域响应和稳定性分析　　一、实验目的　　1．研究二阶系统的特征参量对过渡过程的影响。2．研究二阶对象的三种阻尼比下的响应曲线及系

2、统的稳定性。3．熟悉Routh判据，用Routh判据对三阶系统进行稳定性分析。4.学习用电路系统研究一般控制系统的仿真实验方法　　二、实验设备　　PC机一台，Matlab，Multisim(或PSpice)。　　三、实验原理及内容目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　1．典型的二阶系统稳定性分析(1)结构框图：见图2－1　　图2－1　　(2)对应的模拟电

3、路图　　图2－2　　(3)理论分析　　系统开环传递函数为：G(S)?　　0K1K?；开环增益K?1　　0。T0S(T1S?1)S(T1S?1)　　K1　　(4)实验内容　　先算出临界阻尼、欠阻尼、过阻尼时电阻R的理论值，再将理论值应用于模拟电路中，　　观察二阶系统的动态性能及稳定性，应与理论分析基本吻合。在此实验中(图2－2)，　　T0?1s，T1?，K1??K?　　2?n5K　　系统闭环传递函数为：W(S)?2?22　　S?2??nS??nS?5S?5K　　其中自然振荡角频率：?n?　　2．典型的三阶系统稳定性分析(1)结构框图　　K?T1R　　；阻尼

4、比：??目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　5R　　。?　　2?n40　　图2－3　　(2)模拟电路图　　图2－4　　(3)理论分析　　系统的开环传函为:G(S)H(S)?(其中K?)，　　S(?1)(?1)　　系统的特征方程为:1?G(S)H(S)?0?S?12S?20S?20K?0。　　(4)实验内容　　实验前由Routh判断得Routh行列式为：

5、　　S3120S21220KS1(-5K/3)+200　　3　　2　　S020K0　　?5　　??K?20?0　　为了保证系统稳定，第一列各值应为正数，所以有?3　　??20K?0　　得：0Ω系统稳定目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　K=12?R=Ω系统临界稳定K>12?R=0)由此得知，图形是一条单调上升的指数曲线，与理论分析相符。　　=1/[s^

6、2(4s+1)]可求的一阶系统的单位斜坡响应为c(t)=(t-4)+4e^(-t/4)e(t)=r(t)-c(t)=4-4e^(-t/4)当t=0时，e(t)=0,当趋于无穷时，误差趋于常值4.　　3）一阶系统的单位脉冲响应　　在medit环境下，编译一个.m文件，利用impulse函数可以得出仿真曲线图。此处注意分析在SIMULINK环境中可否得到该曲线图。　　理论分析：C=5/(+2)=(5/2)/(+1)可求的g(t)=^(-t/),是一个单调递减的函数。两种环境下得到的曲线图不一致。2）二阶系统的单位阶跃响应　　二阶系统的闭环传递函数标准形式为?

7、n2　　G(s)?22　　s?2??ns??n　　其阶跃响应可以分以下情况解出　　①当??0时，系统阶跃响应为c(t)?1?cos(?nt)　　②当0???1时，系统阶跃响应为c(t)?1?e?　　??nt　　1??　　2　　sin(?dt??)目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　其中??tg?1??2/?，?d??n??2　　③当??1时，系统阶跃响

8、应为c(t)?1?(1??nt)e??nt　　?e?1te?2t?　　??④当?