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1、装订线考生答题不得超过此线广东技术师范学院2010—2011学年度第一学期期未考查试卷科目：控制系统仿真（B）卷考试形式：上机考试考试时间:120分钟所属学院：自动化学院班级：姓名：学号：题目一二三四五总分标准分数2020202020100实得分数评卷人答题注意事项：以下题目请大家在计算机上完成，并将结果写成电子文档上交。电子文档中应包含以下几项内容：仿真程序代码、仿真结果截图、仿真实验结论。1．设单位负反馈系统的开环传递函数为，试确定分别使闭环系统稳定的开环增益的取值范围。（20分）程序如下：num=1;den=conv([1200],[15]);G=tf(num,de
2、n);k=0:0.05:100;rlocus(G)[K,P]=rlocfind(G)12Selectapointinthegraphicswindowselected_point=0.0024+0.3230iK=1.0607P=-4.9857-2.08380.0347+0.3176i0.0347-0.3176i运行结果：12K=1.0607;t=0:0.05:100;G0=feedback(tf(K*num,den),1);step(G0,t)12由上图分析可得，系统的临界稳定增益是1.0607，因此该闭环系统稳定的开环增益的取值范围是0~1.0607,随着增益的增加系统
3、趋于发散统系统2、试求以下单位负反馈系的单位阶跃响应曲线，并求其动态性能指标。num=1;den=[114];G=tf(num,den);Gk=feedback(G,1)figure(1);12step(Gk)运行结果：1．已知单位负反馈系统的开环传递函数为，为使系统具有如下性能指标：速度误差系数，相角裕度。试确定串联超前校正装置的形式和特性。（20分）程序如下：s=tf('s');G=100/(s*(s+5));12margin(G);[gm,pm]=margin(G)phim1=45;phim=phim1-pm+5;phim=phim*pi/180;alfa=(1+s
4、in(phim))/(1-sin(phim));>>a=10*log10(alfa);>>[mag,phase,w]=bode(G);>>adB=20*log10(mag);>>wm=spline(adB,w,-a);>>t=1/(wm*sqrt(alfa));>>Gc=(1+alfa*t*s)/(1+t*s);>>[gmc,pmc]=margin(G*Gc)>>figure;>>margin(G*Gc)运行结果：12校正前系统Bode图12校正后系统bode图1．绘制系统的对数幅频、相频特性曲线，并分析其系统性能。（20分）程序如下：s=tf('s');G=10^-3*
5、(1+100*s)^2/(s^2*(1+10*s)*(1+0.125*s)*(1+0.05*s));Bode(G);grid;12运行结果：1．已知单位负反馈系统的开环传递函数为，试设计PID控制器以消除系统静态速度误差。（20分）程序如下：>>clear;>>num=[1];>>den=conv([0.510],[0.21]);12>>G0=tf(num,den);>>rlocus(G0)原系统根轨迹图2求取不同控制器参数并查看控制效果程序如下：>>t=0:0.01:25;>>num=1;>>den=conv([110],[15]);>>G0=tf(num,den);>
6、>step(feedback(G0,1),t);12>>figure;>>kp0=6.7;>>p0=2;>>kp1=0.45*kp0;>>Ti1=0.833*p0;>>s=tf('s');>>Gc1=kp1*(1+1/Ti1/s);>>step(feedback(G0*Gc1,1),':',t);>>holdon;>>kp2=0.6*kp0;>>Ti2=0.5*p0;>>s=tf('s');Gc2=Kp1*(1+1/Ti1/s+Td2*s);step(feesback(G0*Gc2,1),t)程序运行结果如下：原系统时域响应曲线12等等幅振荡法整定参数控制曲线12
