简单控制基础系统综合设计及Matlab实现

1、-年第1学期院另U：课程名称：自动控制原理实验名称：二阶系统时域响应特性日勺实验研究实验教室： 指弓I教师： 小构成员（姓名，学号，实验权重）:实验日期:评 分:、实验目的1、深刻理解串联超前网络和滞后网络对系统性能日勺调节作用；2、掌握串联超前和滞后校正网络日勺设计措施；3、学习并掌握计算机辅助控制系统设计措施；4、通过实验，总结串联超前和滞后校正勺特点，以及对系统性能影响勺规律。二、实验任务及规定（一）实验任务如图（a）所示为大型卫星天线系统，为跟踪卫星勺运动，必须保证天线勺精拟定位。天线指向控制 系统采用电枢控制电机驱动天线，其框图模型如图（b）所示。若规定：（1）系统在斜坡作用下勺稳态

2、 误差不不小于10%； （2）系统相角裕度不小于40度；（3）阶跃响应勺超调量不不小于25%，调节时间不不小于2s。通过实验请完毕下列工作:图（a图（a）天线1、若不加校正网络，通过实验绘制系统阶跃响应曲线和开环bode图，观测系统能否满足上述性能 指标规定。2、若Gc （s） = Kp，通过绘制系统根轨迹图，拟定使系统稳定勺K,值范畴；并通过实验研究仅调节 参数七与否能满足指标规定。规定至少选择三个K,值分别绘制阶跃响应曲线和bode图加以阐明。3、设计合适勺超前校正网络Gc （s），使系统满足性能指标规定。并通过实验图形反映校正过程和实 验成果。提示：如果一级超前无法满足规定，则可设计二级

3、超前网络。4、设计合适勺滞后校正网络Gc （s），使系统满足性能指标规定。并通过实验图形反映校正过程和实 验成果。5、列表阐明超前校正和滞后校正勺效果、长处、缺陷、合用场合。A6、计算干扰D（s）=-对输出y（s）勺影响（可以假定R（s） = 0 ）。s（二）实验规定1、通过实验选择校正网络勺参数使校正后勺系统满足设计规定;2、通过实验总结超前校正、滞后校正日勺控制规律；3、总结在一定控制系统性能指标规定下，选择校正网络日勺原则；4、采用人工分析与MATLAB平台编程仿真结合完毕设计实验任务。三、实验方案设计(含实验参数选择、控制器选择、仿真程序等)不加校正网络：%系统阶跃响应t=0:0.01

4、:10num=10;den=0.02 0.3 1 0;y x t=step(num,den,t);plot(t,y,k);xlabel(wn t);ylabel(Y(t);grid on;%系统开环波特图w=logspace(-1,3,200);num=10;z=conv(1 0,0.1 1) ； p=0.2 1； den=conv(z,p);sys=tf(num,den)bode(sys) grid on增长 G (s) K :%绘制跟轨迹num=10;den=0.02 0.3 1 0;sys=tf(num,den)rlocus(sys);rlocfind(sys)；rlocfind(sys)；gtext(不稳定)；gtext(稳定)； grid on;%根据跟轨迹图选用Kp勺三个值为0.5, 0.707, 1.2绘制阶跃响应曲线t=0:0.01:10；num1=5;num2=7.07;num3=12;den=0.02 0.3 1 0;y1 x t=step(num1,den,t);y2 x