控制工程基础实验报告指导书.doc

控制工程基础实验报告 实验一、控制系统时间响应分析 实验二、 控制频率特性实验 实验三、 控制系统稳定性分析 实验四、 控制系统校正实验 系 别 专 业 班级/学号 学生姓名 实验日期 成 绩 指导教师 实验一、控制系统时间响应分析 注意：进入实验室前的要求 学习教材1-101和397-405页内容。 实验目的 学习并掌握Matlab控制系统时间响应分析的简单使用方法； 掌握控制系统时间相应的分析方法； 掌握控制系统时间响应的性能指标。 实验仪器系统 安装有matlab软件的计算机实验系统。 实验内容 一阶系统和二阶系统在单位脉冲、单位阶跃和单位斜坡作用下的响应分析。 1）一阶系统形式 A=2n+1;n=0,1,2,…9 2）二阶系统形式 A=2n+1;n=0,1,2,…9 实验步骤 打开matlab 建立***.m文件 (***为你的姓名汉语拼音（姓前名后，中间无空格）、班号和学号（学号取两位）,中间用_连接。如电信0401班1号赵蕊文件名为：zhaorui_0401_01) 编制程序 （主要指令：tf、step、impulse； 注释用“%”开头） 运行所编制程序 运行结果记录（存储） 存储所编制程序 实验结果分析和实验报告（即分析系统响应快速性、振荡性与系统参数的关系） 1) 一阶系统单位脉冲输入 A 1 3 5 7 9 T 0.1 0.3 0.5 0.7 0.9 ts(2%) 0.391 1.17 1.96 2.74 3.52 ts(5%) 0.3 0.899 1.5 2.1 2.7 程序： clear all close all Gs1=tf(4,[A,10]); figure(1) impulse(Gs1);hold on; 以A=1为例： clear all close all Gs1=tf(4,[1,10]); figure(1) impulse(Gs1);hold on; ts=2% ts=5% 实验结果分析： 时间常数越大，响应时间越长，系统性能越差；反之则响应时间越短，系统性能越好。 2) 一阶系统单位阶跃输入 A 1 3 5 7 9 T 0.1 0.3 0.5 0.7 0.9 ts(2%) 0.391 1.17 1.96 2.74 3.52 ts(5%) 0.3 0.899 1.5 2.1 2.7 程序： clear all close all Gs1=tf(4,[A,10]); figure(2) step(Gs1);hold on; 以A=1为例： clear all close all Gs1=tf(4,[1,10]); figure(2) step(Gs1);hold on; ts=2% ts=5% 实验结果分析： 时间常数越大，响应时间越长，系统性能越差；反之则响应时间越短，系统性能越好。 3) 二阶系统单位脉冲输入 A 1 3 5 7 9 T ξ ωn ts(2%) 2.04 2.74 3.51 5.64 6.48 ts(5%) 1.65 1.57 3.24 3.84 5.88 程序： clear all close all Gs2=tf(9,[A,11,20]); figure(3) impulse(Gs2);hold on; 以A=1为例： clear all close all Gs2=tf(9,[1,11,20]); figure(3) impulse(Gs2);hold on; ts=2% ts=5% 实验结果分析： 时间常数越大，震荡幅度越小，达到稳态的时间越长，系统性能越差；反之则震荡幅度越小，达到稳态时间越短，系统性能越好。 4) 二阶系统单位阶跃输入 A 1 3 5 7 9 T ξ ωn tr 1.01 0.836 0.871 0.931 0.996 tp 2.5 1.72 1.86 2.11 2.35 ts(2%) 1.84 2.31 2.92 4.91 5.64 ts(5%) 1.44 1.14 2.65 3.12 5.04 MP 0.02 0.019 0.057 0.086 0.109 程序： clear all close all Gs2=tf(9,[A,11,20]); figure(4) step(Gs2);hold on; 以A=3为例： clear all close all Gs2=tf(9,[3,11,20]); figure(