机械工程控制实验报告.docx
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机械工程控制实验报告
机
械
工
程
控
制
基
础
实
验
报
告
实验时间:
2013.11.26
实验地点:
机械工程学院405实验室
实验名称:
机械工程控制实验
小组成员:
王云龙周易
实验内容:
1、系统模型的建立
2、时域分析
3、频域分析
1.求传递函数,建立系统数学模型
(1)G(s)=(s3+4s2+3s+2)/{s2(s+1)[(s+4)2+4]}
(2)G(s)=[4(s+2)(s2+6s+6)2]/[s(s+1)3(s3+3s2+2s+5)]
(1)
num=1*[1,4,3,2]
den=conv(conv(conv([1,0],[1,0]),[1,1]),[1,8,20])
G=tf(num,den)
Transferfunction:
s^3+4s^2+3s+2
-----------------------------
s^5+9s^4+28s^3+20s^2
(2)
num=4*conv(conv([1,2],[1,6,6]),[1,6,6])
den=conv(conv(conv(conv([1,0],[1,1]),[1,1]),[1,1]),[1,3,2,5])
G=tf(num,den)
Transferfunction:
4s^5+56s^4+288s^3+672s^2+720s+288
-----------------------------------------------------
s^7+6s^6+14s^5+21s^4+24s^3+17s^2+5s
2.构造三阶以上的传递函数多项式表达式,并将该模型转换成零极点增益模型。
num=[1,1]
den=conv(conv(conv([1,0],[1,0]),[1,3]),[1,2])
G=tf(num,den)
[z,p,k]=tf2zp(num,den)
Transferfunction:
s+1
-------------------
s^4+5s^3+6s^2
z=-1
p=
0
0
-3.0000
-2.0000
k=1
3.时域分析
(1)利用MATLAB求出系统的单位阶跃、斜坡、脉冲响应并且在同一张图上绘制系统的响应曲线,通过曲线分析系统的性能。
num=10
den=[1,2,10]
G=tf(num,den)
num1=10
den1=[1,2,10,0]
G1=tf(num1,den1)
t=[0:
0.01:
20]
[y1,T]=impulse(G,t)
[y2,T]=step(G,t)
[y3,T]=step(G1,t)
plot(T,y1,'b',T,y2,'r',T,y3,'g')
legend('impulse','step','ramp')
xlabel('t(sec)'),ylabel('x(t)')
gridon
(2)构造高阶系统进行时时域分析,并判断系统的稳定性。
num=[1,2,3,4,5]
den=[1,2,3,4,5,6]
pzmap(num,den)
[p,z]=pzmap(num,den)
p=
0.5517+1.2533i
0.5517-1.2533i
-1.4918
-0.8058+1.2229i
-0.8058-1.2229i
z=
0.2878+1.4161i
0.2878-1.4161i
-1.2878+0.8579i
-1.2878-0.8579i
由图知,系统在正半轴有根,则系统闭环不稳定。
>>num=[1,2,3,4,5]
den=[1,2,3,4,5,6]
G=tf(num,den)
step(G)
4.时域分析,单位阶跃响应、斜坡响应、脉冲响应并在同一张图上绘制系统的响应曲线并分析系统的性能。
num=26
den1=conv([1,6],[1,-1])
G=tf(num,den1)
den2=conv(conv([1,6],[1,-1]),[1,-2])
G2=tf(num,den2)
subplot(1,2,1);Nyquist(G)
subplot(1,2,2);Nyquist(G2)
num=
26
den1=
15-6
Transferfunction:
26
-------------
s^2+5s-6
den2=
13-1612
Transferfunction:
26
-----------------------
s^3+3s^2-16s+12
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