自动控制系统原理MATLAB实验报告材料.doc
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1、word实验一 典型环节的MATLAB仿真一、实验目的1熟悉MATLAB桌面和命令窗口,初步了解SIMULINK功能模块的使用方法。2通过观察典型环节在单位阶跃信号作用下的动态特性,加深对各典型环节响应曲线的理解。3定性了解各参数变化对典型环节动态特性的影响。二、实验原理1比例环节的传递函数为 其对应的模拟电路与SIMULINK图形如图1所示。图1 比例环节的模拟电路与SIMULINK图形2惯性环节的传递函数为其对应的模拟电路与SIMULINK图形如图2所示。图2惯性环节的模拟电路与SIMULINK图形 3积分环节(I)的传递函数为其对应的模拟电路与SIMULINK图形如图3所示。图3 积分环
2、节的模拟电路与与SIMULINK图形4微分环节(D)的传递函数为其对应的模拟电路与SIMULINK图形如图4所示。图4 微分环节的模拟电路与与SIMULINK图形5比例+微分环节PD的传递函数为其对应的模拟电路与SIMULINK图形如图5所示。图5比例+微分环节的模拟电路与SIMULINK图形曲线6比例+积分环节PI的传递函数为其对应的模拟电路与SIMULINK图形如图6所示。图6比例+积分环节的模拟电路与SIMULINK图形曲线三、实验容按如下各典型环节的传递函数,建立相应的SIMULINK仿真模型,观察并记录其单位阶跃响应波形。 比例环节和; 惯性环节和 积分环节 微分环节 比例+微分环节
3、PD和 比例+积分环节PI和四、实验报告记录各环节的单位阶跃响应波形,并分析参数对响应曲线的影响。 比例环节:如图7所示如图8所示 惯性环节:如图9所示 如图10所示 积分环节: 如图11所示 微分环节:如图12所示 比例+微分环节PD:如图13所示如图14所示 比例+积分环节PI: 如图15所示如图16所示实验二 基于MATLAB控制系统单位阶跃响应分析一. 实验目的1. 学会使用MATLAB编程绘制控制系统的单位阶跃响应曲线。2. 研究二阶控制系统中,wn对系统阶跃响应的影响。3. 掌握准确读取动态特性指标的方法。4. 分析二阶系统闭环极点和闭环零点对系统动态性能的影响。二、实验报告单位负
4、反应前向通道的传递函数为: 1. 试作出其单位阶跃响应曲线,准确读出其动态性能指标,并记录数据。2. 分析n不变时,改变阻尼比 ,观察闭环极点的变化与其阶跃响应的变化。当x0,1,时,求对应系统的闭环极点、自然振荡频率与阶跃响应曲线。3. 保持x不变,分析n变化时,闭环极点对系统单位阶跃响应的影响。当wn10,30,50时,求系统的阶跃响应曲线。4. 分析系统零极点对系统阶跃响应的影响。实验三 基于MATLAB控制系统的根轨迹与其性能分析一、实验目的1. 熟练掌握使用MATLAB绘制控制系统零极点图和根轨迹图的方法。2. 学会分析控制系统根轨迹的一般规律。3. 利用根轨迹图进展系统性能分析。4
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