北京工业大学控制工程实验报告

1、控制工程基础课程实验报告北京工业大学机电学院班号彩虹人实验一 控制系统的阶跃响应实验二、实验内容1传递函数G（s）10s? + 2S + 10图像结果:1.4step Response,1.252d8On91100.2System: sys-Peak amplitude: 1.35 Overshoot (%): 35.1At time (seconds): 1.06_ System: sysTime (seconds): 3.55Amp litude: 1.02 - ISystem: sys _ Time (seconds): 2.53Amp litude: 0.954Time (sec on

2、ds)代码:num=10;den=1 2 10;damp(den)Eige nvalue Damping Freque ncy-1.00e+00 + 3.00e+00i3.16e-013.16e+00-1.00e+00 - 3.00e+00i3.16e-013.16e+00(Freque ncies exp ressed in rad/Time Un it) step(nu m,de n)实验值理论值峰值 Cmax( tp)1.35091.351峰值时间（tp ）1.0492s1.047s过渡时间ts±%52.518s3s±%23.5147s4s理论值计算:Cmaxth =

3、 1 + e -X_=1. 3512、t pth冗/71- E 3n1. 047st ath 1=t ath 2c% =1. 3509 - 1.351X 100% = 0. 0074%1.351tp% =1. 0492 - 1. 0471. 047X 100%= 0.21%tath1%2. 518 - 3'汉 100% = 16. 07%t ath 2 %3. 5147 - 4X 100% = 12. 13%14；h tb- U rn- T®. IZuiumt UM< Hw.:丄 罪"j .曲 q B 口lLI3、'P* < 询* H石h Ue

4、Uk hUTT lU L 1-_i J i rTi 、flB* 必-乜塾-.¥J,A>(厂1/丄-/./ pion.LwL4、Gk s3+2s2 + 2s + 10rnR.TvTvrn'iG =4(s)s4+3s3 + 4s2 + 2s + 10 :七、实验报告要求：(1) 分析系统的阻尼比和无阻尼振荡频率对系统阶跃响应的影响答：阻尼比决定了振荡特性，0V ' <1越小，其阶跃响应超调量越大，上升时间越 £ £长。，0< " <1,有振荡"> 1,无振荡。系统无阻尼振荡频率越大，阶跃响应的 反应速度

5、越快.(2) 分析响应曲线的零初值，非零初值与系统模型的关系答：当分子、分母多项式阶数相等时响应曲线初值不为0，当分子多项式的阶数低于分母多项式的结束时相应曲线的初值为零初值。(3) 分析响应曲线的稳态值与系统模型的关系答：当分子、分母多项式阶数相等时响应曲线稳态值为零；当分子多项式 的阶数低于分母多项式的结束时相应曲线的稳态值为 1.八、思考题：分析系统零点对阶跃响应的影响答：当系统存在不稳定零点时，系统的阶跃响应可能有向下的峰值 的存在使振荡响应增加。实验控制系统的脉冲响应实验、实验内容10"s2 + 2s + 10 T d 口幻 e 主 111HU ff I?mL实验值理论值峰

6、值 Cmax( tp)2.0853*峰值时间（tp）0.4197s*过渡时间ts±%53.8819s*±%24.9311s*2Impulse ResponseR- -h iiTrntfirl-EF aniiiL昭七、实验报告要求：(1) 分析系统的阻尼比和无阻尼振荡频率脉冲响应的影响答：系统的阻尼比(OVZ <1)越大，其阶跃响应超调量越小，上升时间越 长；系统的阻尼比Z决定了其振荡特性：Z >1时，无振荡、无超调，阶跃响应 非周期趋于稳态输出，OVZ <1时，有振荡。系统的无阻尼振荡频率越大，阶跃 响应的反应速度越快。(2) 分析响应曲线的零初值、非零初

7、值与系统模型的关系答：当分子、分母多项式阶数相等时响应曲线初值为非零初值，当分子多项式的阶数低于分母多项式的结束时相应曲线的初值为零初值。(4) 分析响应曲线的稳态值与系统模型的关系答：当分子、分母多项式阶数相等时响应曲线稳态值为0;当分子多项式的阶数低于分母多项式的结束时相应曲线的稳态值为1.八、思考题： 分析系统零点对单位脉冲响应曲线的影响答：当系统存在不稳定零点时，系统的阶跃响应可能有向下的峰值。实验四 控制系统的伯德图实验4实验内容10101010103Frequency (rad/s)1、1,Z =0.01 ; 2, z =0.1 ;1,3=0.5 ;4,Z =1 ；5, Z =2 ;2、60Bode DiagramGm = 10.8 dB (at 31.6 rad/s) , Pm = 22.3 deg (at 16.3 rad/s)Bode Diagram101010101010Frequency (rad/s)3、Bode DiagramGm = -Inf dB (at 0 rad/s) , P m = 54.9 deg (at 3.02 rad/s)k=3B3实验五 控制系统的极坐标图实验二、实验内容 1、2、T1>T2 :绿