自动控制原理实验报告.docx
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自动控制原理实验报告
课程名称:
自动控制原理
实验项目:
自动控制原理的MATLAB实验
实验地点:
东配楼机房
专业班级:
应物1001学号:
学生姓名:
指导教师:
2013年10月10日
一、实验目的和要求(必填)
1、了解和熟悉matlab在自动控制原理中的应用
2、能用matlab实现自动控制原理中的模拟
二、实验内容和原理(必填)
第一题:
利用matlab画出
第二题:
利用matlab求解下列变换
额外,书本33页
第三题:
利用matlab
1)分别适当选用传递函数模型或零极点模型描述G1,G2,G3
2)1)中已经描述的G1,G2,G3进行不同模型转换描述(即是用传递函数模型描述转换为零极点模型描述,反之亦然。
3)求解整个闭环系统的传递函数C(s)/R(s)并求解其相应时域模型。
第四题:
利用matlab建立下列传递函数模型C(s)/R(s)
(1)
(2)
第五题:
利用matlab传递函数模型Y(s)/R(s),其中
。
二、主要仪器设备(必填)
计算机、matlab7.0
三、操作方法与实验步骤(可选)
打开matlab7.0,新建M文件,输入程序:
第一题:
t=[1:
1:
9];
Ya=[12.51,13.54,15.60,15.92,20.64,24.53,30.24,30.00,36.34];
Yb=[2.87,20.54,32.21,40.50,48.31,64.51,72.32,85.98,89.77];
Yc=[10.11,8.14,14.17,20.14,40.50,39.45,60.11,62.13,20.90];
title('稳定性变化规律')
xlabel('时间')
ylabel('稳定性')
legend('样品a','样品b','样品c')
plot(t,Ya,'b:
x',t,Yb,'g-o',t,Yc,'k--square')
第二题:
clc
clear
clc
symstsa
f1=exp(a*t)
f2=t-sin(t)
F1=1/(s*(1+s^2))
F2=(s+3)/((s+1)*(s+2))
G1=(4*s+2)/((s+1)*(s+2))
G2=(1.5*s+2)/((s+1)*(s+2))
L1=laplace(f1)
L2=laplace(f2)
l1=ilaplace(F1)
l2=ilaplace(F2)
g1=ilaplace(G1)
g2=ilaplace(G2)
第三题:
clc
clearall
clc
symsts
num1=[1,1];
den1=[1,1,0];
num2=[1,1];
den2=[1,2,0];
num3=[1];
den3=[0.1,1.2,2];
G1=tf(num1,den1)
G2=tf(num2,den2)
G3=tf(num3,den3)
KGain1=1;
P1=[0,-1];
Z1=[-1];
KGain2=1;
P2=[0,-2];
Z2=[-1];
KGain3=10;
P3=[-10,-2];
Z3=[];
g1=zpk(Z1,P1,KGain1)
g2=zpk(Z2,P2,KGain2)
g3=zpk(Z3,P3,KGain3)
H1=parallel(G1,G2)
H2=series(H1,G3)
H3=feedback(H2,1)
H4=(2*s^3+5*s^2+3*s)/(0.1*s^6+1.5*s^5+5.8*s^4+10.4*s^3+9*s^2+3*s)%H4为H3的结果
h4t=ilaplace(H4)
第四题:
clc
clear
clc
symsts
num1=[1,1];
den1=[1,2];
num2=[1];
den2=[500,0,0];
G1=tf(num1,den1);
G2=tf(num2,den2);
G3=series(G1,G2)
G4=parallel(G1,G2)
第五题:
clc
clearall
clc
symsts
num1=[1];
den1=[1,12];
num2=[1];
den2=[1,2];
num3=[1,0,1];
den3=[1,4,4];
num4=[1,1];
den4=[1,6];
num5=[1,1];
den5=[1,6];
num6=[2,1];
den6=[1];
num7=[2];
den7=[1];
G1=tf(num1,den1)
G2=tf(num2,den2)
G3=tf(num3,den3)
G4=tf(num4,den4)
H1=tf(num5,den5)
H2=tf(num6,den6)
H3=tf(num7,den7)
Ys_Rs=(G1*G2*G3*G4)/(1+G2*G3*H2-G3*G4*H1+G1*G2*G3*G4*H3)
四、实验数据记录和处理(可选)
第一题:
第二题结果:
第三题结果:
Transferfunction:
s+1
-------
s^2+s
Transferfunction:
s+1
---------
s^2+2s
Transferfunction:
1
-------------------
0.1s^2+1.2s+2
Zero/pole/gain:
(s+1)
-------
s(s+1)
Zero/pole/gain:
(s+1)
-------
s(s+2)
Zero/pole/gain:
10
------------
(s+10)(s+2)
Transferfunction:
2s^3+5s^2+3s
-------------------
s^4+3s^3+2s^2
Transferfunction:
2s^3+5s^2+3s
---------------------------------------------
0.1s^6+1.5s^5+5.8s^4+8.4s^3+4s^2
Transferfunction:
2s^3+5s^2+3s
----------------------------------------------------
0.1s^6+1.5s^5+5.8s^4+10.4s^3+9s^2+3s
H4=(2*s^3+5*s^2+3*s)/(1/10*s^6+3/2*s^5+29/5*s^4+52/5*s^3+9*s^2+3*s)
h4t=1/38*sum((186*_alpha+99*_alpha^2+8*_alpha^3+130)*exp(_alpha*t),_alpha=RootOf(_Z^4+14*_Z^3+44*_Z^2+60*_Z+30))
第四题:
Transferfunction:
s+1
------------------
500s^3+1000s^2
Transferfunction:
500s^3+500s^2+s+2
-------------------------
500s^3+1000s^2
第五题:
G1=
1
------
s+12
Continuous-timetransferfunction.
G2=
1
-----
s+2
Continuous-timetransferfunction.
G3=
s^2+1
-------------
s^2+4s+4
Continuous-timetransferfunction.
G4=
s+1
-----
s+6
Continuous-timetransferfunction.
H1=
s+1
-----
s+6
Continuous-timetransferfunction.
H2=2s+1
Continuous-timetransferfunction.
H3=2
Staticgain.
Ys_Rs=
s^15+47s^14+963s^13+11467s^12+89098s^11+480412s^10
+1.866e06s^9+5.345e06s^8+1.149e07s^7+1.879e07s^6
+2.368e07s^5+2.324e07s^4+1.767e07s^3+9.981e06s^2
+3.705e06s+663552
---------------------------------------------------------------------------
2s^17+143s^16+4542s^15+85121s^14+1.056e06s^13+9.242e06s^12
+5.936e07s^11+2.876e08s^10+1.072e09s^9+3.111e09s^8
+7.085e09s^7+1.267e10s^6+1.765e10s^5+1.88e10s^4
+1.479e10s^3+8.091e09s^2+2.736e09s+4.287e08
Continuous-timetransferfunction.
五、实验结果与分析(必填)
通过使用matlab,简化了自动控制过程中的计算问题,我们只需要知道matlab中的一些函数用法即可算出各种复杂的控制程序,节省了不少时间和精力,提高了工作效率。
同时,通过matlab的输出结果能直观的看出各个量,并能自动画出图形,这对结果的检验提供了很大的帮助。
不难发现通过计算得到的结果和matlab输出的结果完全一样,而且复杂的计算人工可能完全算不出来,但是matlab却能做到。
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- 自动控制 原理 实验 报告