北京理工大学自动控制matlab实验报告概要.doc

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1、MATLAB软件工具在控制系统分析和综合中的应用实验班级：01811001学号：1120100209姓名：戚煜华一、试验目的：1．了解MATLAB这种强大的数学软件的基本特点和语言特点。2．掌握控制系统在MATLAB中的描述。3．学会用MATLAB的Control工具箱中提供的仿真函数，例如连续时间系统在阶跃输入激励下的仿真函数step（），脉冲激励下的仿真函数impulse（）等。4掌握典型一阶、二阶系统中参数的变化对阶跃响应曲线的影响；5掌握使用MATLAB绘制控制系统的根轨迹图，并了解附加开环零、极点对闭环根轨迹的影响。6．学会使用MATLAB绘制

2、系统频率特性曲线—乃氏图和伯德图，并利用MATLAB求出系统的稳定裕度。7．掌握系统串联校正后，开环指标及时域响应指标的变化规律。二、试验设备：一台装有MATLAB软件的电脑三、试验内容：2．以传函为例，令T=0.1，1，10，绘制其单位阶跃响应曲线，并总结给出惯性时间常数对阶跃响应影响的结论。T=0.1时的单位阶跃响应曲线T=1时的单位阶跃响应曲线T=10时的单位阶跃响应曲线结论：惯性时间常数T越大，上升时间、调节时间和延迟时间越长。3．以传函为对象，令=1，=0，0.2，0.5，1，1.5分别绘制阶跃响应曲线。令=0.7，=0.1，1，10分别绘制阶

3、跃响应曲线，进行、对二阶阶跃响应的影响分析。=1，=0：分析：=1时，=0，零阻尼，响应为无阻尼等幅振荡；=0.2和0.5，欠阻尼，随着的增大，振荡幅值减小，响应速度变慢，超调量减小；=1，临界阻尼，响应变慢，超调和振荡消失；=1.5，过阻尼，系统没有超调，且过渡时间较长。综上所述，越大，振荡幅值越小，过渡时间越长；>=1以后，系统没有了超调和振荡。所以，阻尼比对二阶系统的影响是改变系统的振荡幅值和过渡时间。=1，=0.2：=1，=0.5：=1，=1：=1，=1.5：=0.7，=0.1：=0.7，=1：=0.7，=10：分析：=1时，=0，零阻尼，响应为

4、无阻尼等幅振荡；=0.2和0.5，欠阻尼，随着的增大，振荡幅值减小，响应速度变慢，超调量减小；=1，临界阻尼，响应变慢，超调和振荡消失；=1.5，过阻尼，系统没有超调，且过渡时间较长。综上所述，越大，振荡幅值越小，过渡时间越长；>=1以后，系统没有了超调和振荡。所以，阻尼比对二阶系统的影响是改变系统的振荡幅值和过渡时间。分析：=0.7时，越大，二阶阶跃响应曲线上升时间越长，调节时间越短，超调量相同。所以无阻尼自然频率影响二阶系统的过渡时间。5．系统开环传函为绘制其根轨迹。附加开环极点，系统开环传函变为分别令=2,5,绘制其根轨迹，并分析附加开环极点对根轨

5、迹的影响。原系统开环传函根轨迹：附加极点后根轨迹：分析：附加开环极点后，根轨迹向右方移动。而当附加的开环极点左移时，根轨迹也随之左移。5．若单位反馈系统画出其Bode图，nyquist图，并求其相位裕度；串入校正装置绘制Bode图，求其相位裕度，，绘制系统校正前后闭环阶跃响应曲线。原单位反馈系统的bode图：原单位反馈系统的奈奎斯特图：相位裕度：8.32deg串入校正装置后系统的bode图：相位裕度51.4°，=23.3rad/s.校正前单位反馈系统的闭环阶跃响应曲线图：校正后单位反馈系统的闭环阶跃响应曲线图