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1、MATLAB仿真期末大作业姓名：XXXXX班级：XXXXX学号：030941111指导教师：XXXXXXX2012春期末大作业题目：设单位负反馈控制系统前向通道传递函数由串联，其中：A表示自己学号最后一位数（可以是零），K为开环增益。要求：（1）设K=1时，建立控制系统模型，并绘制阶跃响应曲线（用红色虚线，并标注坐标和标题）；求取时域性能指标，包括上升时间、超调量、调节时间、峰值时间；（2）在第（1）问中，如果是在命令窗口绘制阶跃响应曲线，用in1或者fromworkspace模块将命令窗口的阶跃
2、响应数据导入Simulink模型窗口，用示波器显示阶跃响应曲线；如果是在Simulink模型窗口绘制阶跃响应曲线，用out1或者toworkspace模块将Simulink模型窗口的阶跃响应数据导入命令窗口并绘制阶跃响应曲线。（3）用编程法或者rltool法设计串联超前校正网络，要求系统在单位斜坡输入信号作用时，速度误差系数小于等于0.1rad，开环系统截止频率，相角裕度大于等于45度，幅值裕度大于等于10dB。1、当K=1时，A=6时代入得在命令窗口中输入如下代码运行程序：num=[2];den
3、=[110];sys=tf(num,den);sys1=feedback(sys,1);[y1,t]=step(sys1);plot(t,y1,'r；');gtext('时间');gtext('幅值');gtext('单位阶跃响应')得到单位阶跃响应图如下：用游离鼠标法在图中测得相应的值：图1K=1时系统的阶跃响应曲线从上图中可以看出当响应上升到终值1的10%所用时间为：0.327s当响应上升到终值1的90%所用时间为:0.628s响应超过其终值到达第一个峰值时间为：1s响应保持在终值±5%内最短
4、时间为：7.24s因此可以求出：超调量：(2.33-2)/1×100%=33%上升时间：0.628-0.327=0.301s调节时间：7024峰值时间：1s2、在Simulink中画图：新建Simulink窗口，在新建窗口中建立如图1所示的模型，运行仿真即可。(a)FromWorkSpace模块(b)In1WorkSpace模块图2系统模型当用FromWorkSpace模块导入数据时，要将该模块属性中的Data选项改为WorkSpace中的相关参数名，本实验中设置为[t,y1]，并且将窗口菜单中的
5、Simulation->ConfigurationParameters对话框中的Input选项不勾选；当用In1WorkSpace模块导入数据时，只需将窗口菜单中的Simulation->ConfigurationParameters对话框中的Input选项中内容设置为命令窗口中对应数据即可，本实验为[t,y1]。并且时间设置要和命令窗口中的要一样。通过命令窗口和利用FromWorkSpace模块或In1WorkSpace模块导入数据到Simulink窗口得到的曲线如图3所示。Simulink模型
6、窗口图3K=1时系统的阶跃响应曲线3、单位负反馈系统的开环传递函数为，编程实现超前校正网络的设计。计算串联超前校正环节参数的子函数matlab程序代码如下：functionGc=wangjz(G,kc,yPm)G=tf(G);%G为校正前系统开环传递函数[mag,pha,w]=bode(G*kc);%求取校正前开环系统伯德图Mag=20*log10(mag);[Gm,Pm,Wcg,Wcp]=margin(G*kc);phi=(yPm-Pm)*pi/180;alpha=(1+sin(phi))/(1
7、-sin(phi));Mn=-10*log10(alpha);Wcgn=spline(Mag,w,Mn)T=1/Wcgn/sqrt(alpha);Tz=alpha*T;Gc=tf([Tz1],[T1]);主函数的matlab程序代码如下：num=[2];den=conv([10],[11]);G=tf(num,den);kc=5;yPm=45+12;Gc=wangjz(G,kc,yPm)G=G*kc;GGc=G*Gc;Gy_close=feedback(G,1)Gx_close=feedback(
8、GGc,1)bode(G,'r');holdon;bode(GGc,'b');grid;gtext('校正前');gtext('校正后');gtext('校正前');gtext('校正后');title('校正前后系统的伯德图');为以上两部分程序建立两个M文件，运行主程序后，得到校正环节的传递函数为。得到校正前后系统的Bode图，如下图所示：三、实验分析与结果1、对于系统的建模与求取阶跃响应曲线比较容易。对于时域性能指标的求取是通过各个性能指标的定义来求的，这在程序当中体现得很明
