控制系统地时域分析报告

1、实验报告实验名称控制系统的时域分析课程名称自动控制原理专业班级: 学 号 实验台号 成 绩院系部: 学生姓名： 同组人: 指导教师: 实验日期:华北电力大学一、实验目的及要求：掌握如何运用计算机的 matlab软件进行时域分析。二、仪器用具：仪器名称规格/型号数量备注计算机安装有matlab软件三、实验原理一个动态系统的性质常用典型输入下的响应来描述。响应是指零初始条件下某种典型的输入函数作用下对象的响应，在MATLAB的控制工具箱中给出的阶跃函数step()的调用格式为： y,x=step(m un ,de n,t)或y,x=step(A,B,C,D,iu,t)四、实验方法与步骤:1、伺服系

2、统的方框图如图所示，求d和e的值，是系统的阶跃响应满足R(s) +C(s)1)超调量不大于30% 2)峰值时间为0.6秒2、求二阶系统H(s)=5(s+1)/(8s+1)(2s+1)在单位阶跃输入时系统时域响应曲线。并记录响应曲线。编程求出td ，tp ，% ，ts ， 并与理论计算得出的结果比较是否一致。五、实验结果与数据处理:实验一.在matlab中输入：a=log(1/0.3)/sqrt(pi八2+(log(1/0.3)八2);b=pi/(0.6*sqrt(1 -a八2);d=0.5*bA2e=(2*sqrt(2*d)*a-3)/dnum=»八2;den=1 2*a*b

3、87;八2;sys2=0.5*tf( nu m,de n)step(sys2)得：d = 15.7210e = 0.0645sys2 =15.72sA2 + 4.013 s + 31.4400.51TW22.5Tne (seconds)实验二k=5/16;z=-1;p=-0.125,-0.5;sys 仁 zpk(z,p,k);step(sysl)得到响应曲线(后附)求超调量、峰值时间、上升时间、调节时间:fun cti on tp,tr,ts,td=perf(key,y,t)mp,tf=max(y);cs=le ngth(t);yss=y(cs);%求超调量sigmasigma=100*(mp

4、-yss)/yss)%求峰值时间tptp=t(tf)%求上升时间tra=1;while y(a)<0.1*yss;a=a+1;endb=1;while y(b)<0.9*yss;b=b+1;endtr=t(b)-t(a)l=le ngth(t);%求调节时间tsif key=1, %当 ts设定误差范围为正负5%寸 while (y(l)>0.95*yss)&(y(l)<1.05*yss) 1=1 -1;endelseif key=2, %当ts设定误差范围为正负2%寸 while (y(l)>0.98*yss)&(y(l)<1.02*yss

5、) 1=1 -1;endendts=t(l)%求延迟时间tdd=1;while y(d)<0.5*yss;d=d+1; endtd=t(d)在任务栏输入:y,t=step(sys1);%perf.msigma,tp,tr,ts,td=perf(2,y,t)得到超调量：sigma =0延迟时间：tp =47.8422s上升时间：tr = 18.0458s调节时间：输入 KEY=1即误差范围在正负5%寸，ts =24.7605s输入KEY=2误差范围在正负 2%寸，ts =31.0555s延迟时间：td =6.7147sst1510.5051015202530354045 S3Time (s

6、econd（实验二响应曲线）54.543.532JS2实验原始记录实验一0 201000511.5Time (seconds)2507Q.605Step Response4.3o.o.d = 15.7210 e = 0.0645 sys2 =15.72sA2 + 4.013 s + 31.441.5105005101520253035404550Time seconds)5 4 5 3 5 24S3 2超调量：sigma =0峰值时间：tp =47.8422s上升时间：tr = 18.0458s调节时间：输入 KEY=1即误差范围在正负 5%寸，ts =24.7605s输入KEY=2误差范围在正负 2%寸，ts =31.0555s延迟时间：td =6.7147s六、讨论与结论（对实验现象、实验故障及处理方法、实验中存在的问题等进行分析和讨论，对实验的进一步想法或改进意见。）注