自动控制原理仿真实验

1、实验一 线性系统的时域响应分析一、实验目的通过实验熟悉并掌握线性系统的时域响应分析方法二、实验内容及参数要求 线性系统的阶跃响应分析 (1) 传递函数模型的阶跃响应建立如下传递函数的数学模型,绘制出系统的阶跃响应曲线,并求取系统G的稳态值，及系统阶跃响应的解析解(2)零极点模型的阶跃响应绘制出如下零极点模型的阶跃响应曲线,并求取系统G的稳态值三、实验程序及结果1. 线性系统的阶跃响应分析.实验程序:>> G=tf(1,7,24,24,1,10,35,50,24);>> t=0:.1:10;>> y=step(G,t);>> plot(t,y)&g

2、t;> Y=DCGAIN(G)实验结果：Y = 1>> Rs,Ps,Ks=residue(num,den,0).实验程序:>> K=6;>> Z=-1;2;>> P=-0.5;-1.5;-3;-4;-4;-5;>> G=zpk(Z,P,K);>> step(G)>> Y=dcgain(G)实验结果：Y = -0.0667>>实验二 二阶系统在不同参数下的阶跃响应一、 实验目的通过实验熟悉并掌握二阶系统在不同参数下的阶跃响应分析方法二、实验内容及参数要求二阶系统不同参数下的系统响应比较 二阶系统

3、 的阶跃响应可分为一下情况解出 1） 当0时，系统的阶跃响应为 y(t)=1-cos(t)2） 当0<<1时，系统的阶跃响应为 其中 且 3）当1时，系统的阶跃响应为 4）当>1时，系统的阶跃响应为 其中 ， 三、实验程序及结果1. 自然频率固定，阻尼比不同时二阶系统的阶跃响应将自然频率固定为=1,阻尼比的值分别设置成0,0.2,0.4,0.6,0.9,1.2,1.5可采用如下Matlab语句得到闭环系统的阶跃响应。实验程序：>> wn=1;>> sigma=0,0.2,0.4,0.6,0.9,1.2,1.5;>> num=wn*wn;&g

4、t;> t=linspace(0,20,200)'>> for j=1:7den=conv(1,0,1,2*wn*sigma(j);s1=tf(num,den)sys=feedback(s1,1)y(:,j)=step(sys,t);end>> plot(t,y(:,1:7)>> grid>> gtext('sigma=0')>> gtext('sigma=0.2')>> gtext('sigma=0.4')>> gtext('sigma=0

5、.6')>> gtext('sigma=0.9')>> gtext('sigma=1.2')>> gtext('sigma=1.5')实验结果：运行结果：2. 阻尼比恒定，自然频率不同时二阶系统的阶跃响应将阻尼比的值固定为0.7，可采用如下Matlab语句得到在各个自然频率娶2，4，6，8，10，12时的闭环系统的单位阶跃响应。>> w=2:2:12;>> kos=0.7;>> figure(1)>> figure(1)>> hold on&g

6、t;> for wn=wnum=wn.2;den=1,2*kos*wn,wn.2;step(num,den)end>> title('Step Response')>> hold off实验三 线性控制系统的稳定性分析一、实验目的过实验熟悉并掌握线性系统的稳定性分析方法二、实验内容及参数要求1. 用直接判定法分析系统的稳定性(1) 通过求取特征方程的根来判断系统的稳定性求解如下传递函数模型的所有特征根,并根据特征根来判断系统的稳定性(2）通过直接求取极点来判断系统的稳定性求解如下传递函数模型的所有极点,并根据极点来判断系统的稳定性三、实验程序及结果(1) 通过直接求取特征方程的根来判断系统的稳定性实验程序：G=tf(1 7 24 24,1:9);roots(G.den1);