自动控制仿真实验一控制系统的时域分析.docx
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自动控制仿真实验一控制系统的时域分析
仿真实验一:
控制系统的时域分析
1.实验目的:
●观察控制系统的时域响应;●记录单位阶跃响应曲线;●掌握时间响应分析的一般方法;●初步了解控制系统的调节过程。
2.实验步骤:
●将‘实验一代码’这个文件夹拷贝到桌面上;●开机进入Matlab6.1运行界面;
●通过下面方法将当前路径设置为‘实验一代码’这个文件夹所在的路径
●Matlab指令窗>>后面输入指令:
con_sys;进入本次实验主界面。
●分别双击上图中的三个按键,依次完成实验内容。
●本次实验的相关Matlab函数:
传递函数G=tf([num],[den]可输入一传递函数,其中num、den分别表示分子、分母按降幂排列的系数。
如的num和den分别是num=[14]和den=[110],
则此时的传递函数G的Matlab代码是:
G=tf([14],[110]或G=tf([num],[den]。
如的num和den分别是num=[14]和den=conv([10.2],[12]),则此时的传递函数G的Matlab代码是:
G=tf([14],
conv([10.2],[12])或G=tf([num],[den]。
3.实验内容:
124
(sGsss+=+((
14
(0.22sGsss+=
++
观察一阶系统G=1/(T+s的时域响应:
取3个不同的时间常数T,分别观察该时间常数下系统的四个典型响应:
脉冲响应、阶跃响应、斜坡响应以及单位加速度响应。
将实验结果图记录下来,利用Alt+Prisc组合按钮实现截图。
二阶系统的时域性能分析:
(1固定自然频率与阻尼比,调节响应时间滑块,记录阶跃响应最终出现稳定值时的实验结果,包括极点分布图与阶跃响应图。
(2调节自然频率与阻尼比,要求:
Tr<0.56s;
Tp<1.29s;
Ts<5.46;
超调不大于5%.
记录下满足上述要求的自然频率与阻尼比的2组数据,以及对应的极点分布图与阶跃响应图。
(3结合系统的零极点图,观察自然频率与阻尼比对极点位置的影响,固定自然频率,改变阻尼比,记录2组实验结果。
(4结合时域响应图,观察自然频率与阻尼比对阶跃响应的影响,固定阻尼比,改变自然频率,记录2组实验结果。
观察比例-微分校正与测速反馈对二阶系统性能的改善。
(1.按原始的调节参数输入K1=1、K2=1、K3=0、K4=0,调节时间滑块,
记录阶跃响应最终出现稳定值时的极点分布图与阶跃响应图。
记录阶跃响应最终出现稳定值时的极点分布图与阶跃响应图。
(2.固定K1=1、K2=1、K3=0、K4=0,不同的传递函数输入,(2.固定K1=1、K2=1、K3=0、K4=0,采用2个不同的传递函数G输入,观察各项性能指数,记录实验结果。
观察各项性能指数,记录实验结果。
11
(3.固定K1=1、K2=1、K4=0,的情况下,K3,(3.固定K1=1、K2=1、K4=0,G的情况下,分别取2个不同的K3,观察比例-微分控制对系统性能的改善,记录实验结果。
察比例-微分控制对系统性能的改善,记录实验结果。
12
K4,(4.固定K1=1、K2=1、K3=0,G的情况下,分别取2个不同的K4,观.固定K1=1、K2=1、K3=0,的情况下,察测速反馈对系统性能的影响,记录实验结果。
察测速反馈对系统性能的影响,记录实验结果。
(5.固定K1=1、K2=1、G的情况下,调节2组参数K3、K4的不同组(5.固定K1=1、K2=1、的情况下,K3、合,使系统阶跃响应满足:
使系统阶跃响应满足:
Tr<3.5s;上升时间Tr<3.5s;超调量<2%.13
记录实验结果。
记录实验结果。
四、实验报告包括两部分内容:
实验报告包括两部分内容:
包括两部分内容实验要求;实验要求;实验内容。
实验内容。
14
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