版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
1、实用标准文案KUNMING UNI VERSIT V精彩文档自动控制原理课程设计报告课程名称:设计题目:院 系:班级:设计者:二学号:*004170219扌旨导教师. *设计时间:2013年1月一. 实验目的和意义:1. 了解matlab软件的基本特点和功能,熟悉其界面,菜单和工具条;掌 握线性系统模型的计算机表示方法,变换以及模型间的相互转换。了解 控制系统工具箱的组成,特点及应用;掌握求线性定常连续系统输出响应的方法,运用连续系统时域响应函数(impulse,step,lsim ),得到系 统的时域响应曲线。2. 掌握使用MATLAB件作出系统根轨迹;利用根轨迹图对控制系统进行分 析;掌握
2、使用MATLA软件作出开环系统的波特图,奈奎斯图;观察控制 系统的开环频率特性,对控制系统的开环频率特性进行分析。3. 掌握MATLAB件中simulink工具箱的使用;熟悉simulink中的功能模 块,学会使用simulink对系统进行建模;掌握simulink的方真方法。二. 实训内容1.用matlab语言编制程序,实现以下系统:1)325s 24s18G(s)= _32s +4s +6s +2s + 2程序:nu m=5 24 0 18;den=1 4 6 2 2;h=tf( num,de n) h=tf( nu m,de n)Tran sfer fun cti on:5 sA3 +
3、24 sA2 + 18sA4 + 4 sA3 + 6 sA2 + 2 s + 22)g(s)=4(s 32)3s2 6s 6)2s(s+1) (s +3s +2s+5)输入以下程序n1=4*1 2;n 2=1 6 6;n 3=1 6 6;num=conv(n 1,c onv(n2,n 3);d1=1 1;d2=1 1;d3=1 1;d4=1 3 2 5;de n1= co nv(d1,d2);de n2=c on v(d3,d4);>> den=den1 den2 0;>> h=tf( nu m,de n)Tran sfer fun cti on:4 sA5 + 56
4、sA4 + 288 sA3 + 672 sA2 + 720 s + 288sA8 + 2 sA7 + sA6 + sA5 + 4 sA4 + 5 sA3 + 7 sA2 + 5 s7sA2 2s 12.两环节G1, G2串联,求等效的整体传递函数 G(s)G1(s)=G2(s)=s十3程序:n仁2;d 仁1 3;sys 仁tf(n 1,d1);n 2=7;d2=1 2 1;sys2=tf( n2,d2);sys12=sys1*sys2Tran sfer function:14sA3 + 5 sA2 + 7 s + 33.两环节G1, ,G2并联,求等效的整体传递函数 G(s) 跃响应曲线,单位
5、脉冲响应曲线。G1(s)=G2(s)=7sA2 2s 1输入以下指令:num仁2;de n1= 1 3;sys 1=tf( num1,de n1); num2=7;de n2=1 2 1;sys2=tf( num2,de n2); sys12=sys1+sys2Tran sfer fun cti on:2 sA2 + 11 s + 23sA3 + 5 sA2 + 7 s + 34 .已知系统结构如图,求闭环传递函数。其中的两环节G1(s)= 23s 100G2(s)=s2+2s + 812s+5输入以下指令:n1=3 100;d 1=1 2 81;n 2=2;d2=2 5;s仁tf(n 1,d
6、1);s2=tf( n2,d2);sys=feedback(s1,s2)Tran sfer function:6 sA2 + 215 s + 500G1,G2分别为2 sA3 + 9 sA2 + 178 s + 6055.已知某闭环系统的传递函数为G(s)=10s + 250.16sA3 1.96sA2 10s 25求其单位阶1)单位阶跃响应输入如下指令:nu m=10 25; den=0.16 1.96 10 25; y=step( nu m,de n, t);plot(t,y);grid;(绘制单位阶跃响应图)title;(单位阶跃响应曲线图)图5.1.1系统的阶跃响应曲线 2)单位脉冲响
7、应输入如下指令:num=10 25; den=0.16 1.96 10 25;t=0:0.01:3; y=impulse( nu m,de n, t);plot(t,y);grid;图5.1.2系统的脉冲响应曲线26.典型二阶系统的传递函数为G(s)二二. 2, wn为自然频率,-为阻尼s +2=wns + wn比,试绘制出当=0.5,Wn分别取-2 ,0,2 ,4 ,6 ,8 ,10时该系统的单位阶跃响应曲线;分析阻尼比分别为-0.5,-1时系统的稳定性。输入如下指令:(1).当=0.5,二分别取-2、0、2、4、6、8、10 时w=0:2:10;kosai=0.5;figure(1)hol
8、d onfor Wn=wnum=WnA2;den=1,2*kosai*Wn,WnA2;step( nu m,de n);endhold offgrid on;title('单位阶跃响应')xlabel('时间')ylabel('振幅')时问Ctftcj图6.1.1=0.5,二分别取-2、0、2、4、6、8、10时的曲线图(2).当=-0.5w=0:2:10;kosai=-0.5; figure(1) hold on for Wn=wnum=WnA2;den=1,2*kosai*Wn,WnA2; step( nu m,de n);endhold o
9、ffgrid on;title('单位阶跃响应')xlabel('时间') ylabel('振幅')3.5X 1 0E单HZRfr甌n向应1riIillhi11FV r_ 11faiI1i L 1, _JL2_ _ _ L.>11I1L xRV-Hb111 .5崔I0.5_ _ _ _ _L _一 一十千一一十一一-yL上"B - - - - - - -illh1pi _ 丄 _ _41h1fVH'1!.丄11ribial:Iir>ni! : jl1riR«11p./-0.5hi:'=JfVRi
10、171;1iiii'O0.511 .522.5时间MEUj图6.1.2=-0.5时,系统的单位阶跃响应曲线图(3.当=-1w=0:2:10; kosai=-1;figure(1)hold onfor Wn=wnum=WnA2;den=1,2*kosai*Wn,WnA2; step( nu m,de n);endhold offgrid on;title(' 单位阶跃响应') xlabel('时间')ylabel('振幅')图6.1.3=-1时单位阶跃响应曲线图分析:由以上结果可以知道当-n确定,取-0.5和-1时,其单位阶跃响应曲线是发散
11、的,所以系统不稳定。阻尼比越大,振荡越弱,平稳性越好,反之,阻 尼比 越小,振荡越强,平稳性越差。320.016s0.218s1.436s 9.359、7.设有一咼阶系统开环传递函数为G(s)=32,试绘0.06s3 +0.268S2 +0.635S + 6.271制该系统的零极点图和闭环根轨迹图。1)系统的零极点输入如下指令:num=0.016 0.218 1.436 9.359; den=0.06 0.268 0.635 6.271;z,p,k=tf2zp( nu m,de n)运行结果:z =-10.4027-1.6111 + 7.3235i-1.6111 - 7.3235iP =-5.
12、77100.6522 + 4.2054i0.6522 - 4.2054i k =0.2667Pole-Zero MapQ-410Real Axis图7.1.1系统的零极点图2)系统的闭环根轨迹 输入如下指令:num=0.016 0.218 1.436 9.359;den=0.06 0.268 0.635 6.271;rlocus( nu m,de n)Root Locus10-8V-.4-20Real Axis吕 4 2 D 24H一 图7.1.2系统的闭环根轨迹图8.单位反馈系统前向通道的传递函数为:G(s)=2s4 8s3 12s2 8s 2 s6 5s5 10s4 10s3 5s2 s绘
13、制该系统的Bode图和Nyquist曲线,说明软件绘制曲线与手动绘制曲线的异 同。1)绘制该系统的Bode图:输入如下指令:nu m=0 0 2 8 12 8 2;den=1 5 10 10 5 1 0;margi n(nu m,de n)图8.1.1 系统的Bode图2)系统的Nyquist图输入如下指令:nu m=0 0 2 8 12 8 2;den=1 5 10 10 5 1 0;nyq uist (nu m,de n)4030富0-20-4f:_2Nyquist Diagranniiiiiiii-1,4-1,2-1-0 8 -Q 6-0.4-0 2-Real Axis-图8.1.2 系
14、统Nyquist曲线9.已知某控制系统的开环传递函数G(s)=,K=1.5,试绘制系统的开s(s 1)(s 2)环频率特性曲线,并求出系统的幅值和相位裕量 输入如下指令:d仁1 1;d2=1 2den仁conv(d1,d2); den=den1 0; nu m=10;bode( nu m,de n)程序运行结果如图所示Bode CiagramFr&quen亡、ira.i/sec;-图9.1.1系统的开环频率特性曲线gm,pm,wcg,wcp=margi n(nu m,de n)运行结果如下:Gm=0.6000%幅值裕量pm = -12.9919%相角裕量wcg =1.4142%Nyqu
15、ist曲线与负实轴交点处频率wcp =1.8020%截止频率10.在SIMULINK中建立系统,该系统阶跃输入时的连接示意图如下。K为学生学 号后三位。绘制其单位阶跃响应曲线,分析其峰值时间,延迟时间,上升时间, 调节时间及超调量。12ie(XS)jSStep01azScop«Out1输入如下程序:nu m=219; den=1 9 219; step( nu m,de n); grid;图10.1.1单位阶跃响应曲线分析其峰值时间tp,延迟时间td,上升时间tr,调节时间ts及超调量num=219;den=1 9 219;y,x,t=step( nu m,de n);peak,k=
16、max(y);overshoot=(peak-1)*100tp=t(k)n=1;while y(n )<1n=n+1;endtr=y( n)m=le ngth(t)while(y(m)>0.98)&(y(m)<1.02)m=m-1;运行结果:overshoot =36.6697tp =0.2209tr =1.0132115ts =h>10分贝,0.748511.给定系统如下图所示,设计一个串联校正装置,使幅值裕度大于相位裕度大于等于45度。程序如下:G=tf(100,0.04,1,0);Gw,Pw,Wcg,Wcp=margi n(G)G1= tf(100,0.0
17、4,1,0);G2=tf(100*0.025,1,co nv(0.04,1,0,0.01,1) bode(G1)holdbode(G2,'r')gridfigureG1c=feedback(G1,1);G2c=feedback(G2,1);step(G1c)holdstep(G2c,'r')grid结果如下:Gw =InfPw =28.0243Wcg =InfWcp =46.9701Tran sfer fun cti on:2.5 s + 100 0.0004 sA3 + 0.05 sA2 + s矫正刖后的bode图和域响应图如下:gQ雀冒-lOODiacgmm
18、O*1±34-IOIO1OIOIOFYuqyiri匸y(r ad/sEcJ图11.1矫正前后的bode图图11.2矫正前后的时域响应图三. 总结本次课题设计,不仅是对前面所学知识的一种检验, 而且是对自己能力的一 种提升。在设计过程中,我们通过到图书馆借阅了大量的自动控制原理MATLAB实现的相关资料,自学的时候与同学交流探讨,一步一步的分析和研究,并在老 师和同学的帮助下,解决各种问题,最终完成了课题设计。在此期间遇到了不少 问题,首先是对之前所学知识的遗忘,再次,MATLAB勺初次见面也很陌生。不仅要复习自动控制原理的相关知识,还要学习 MATLAB件的使用。通过这次课程设计,我巩固了自动控制原理所学的基本知识。 同时,最主要 的是对MATLAB件有了初步了解,为以后的学习奠定一定的基础。也使我们明 白了实践与理论相结合的重要性。在此过程中态度问题也是非常重要的。初步使用MATLA时,不是很熟悉,出现了许多的问题,影响了实验的准确
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 2024-2025法理学司考真题
- 《窦娥冤》与地方文化融合创新教案设计
- 在线教育新趋势:《观察鱼》教学课件发布
- 2024年《民航概论》教学改革思考
- 献给2024年的母亲:《感恩母亲》
- 《赠刘景文》课件的实践与思考
- 从零基础到专业级别:2024版PCCAD教程全程指导
- 打造2024年教案新标杆:AutoCAD教学的深度与广度探索
- 《信条》2024年公开课教案新思路
- 《中国的饭局文化》课件
- 毕业设计-装配流水线PLC控制系统
- 公安派出所建筑外观形象设计规范1
- (施工方案)双梁桥式起重机安装施工方案
- 幼儿园教学课件问个不停的小鳄鱼tigerlee
- 四川泸州遗赠案
- 调机品管理规定
- 检测公司检验检测工作控制程序
- 社工机构项目管理制度
- 充电桩整体解决方案PPT幻灯片(PPT 27页)
- 物业服务集团全员品质督导策划方案
- 建筑设计基础(ppt)课件
评论
0/150
提交评论