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文檔簡介
1、電子科技大學(xué)中山學(xué)院學(xué)生實驗報告學(xué)院: 機電工程學(xué)院 專業(yè): 17自動化 課程名稱:自動控制原理實驗與仿真 班級: 姓名: 學(xué)號: 組別:實驗名稱:基于MATLAB的控制系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)分析 實驗時間: 成 績: 批改時間:一、 實驗?zāi)康模?)學(xué)會使用MATLAB編程繪制控制系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線。(2)研究二階控制系統(tǒng)中 ,wn對系統(tǒng)階躍響應(yīng)的影響。(3)掌握準(zhǔn)確讀取動態(tài)特性指標(biāo)的方法。(4)分析二階系統(tǒng)閉環(huán)極點和閉環(huán)零點對系統(tǒng)動態(tài)性能的影響。二、 實驗條件實驗設(shè)備:每人一臺計算機奔騰系列以上計算機,配置硬盤2G,內(nèi)存64M。 實驗軟件:WINDOWS操作系統(tǒng)(WINDOWS XP 或WIN
2、DOWS 2000),并安裝MATLAB語言編程環(huán)境。 三、實驗內(nèi)容代碼、曲線及性能指標(biāo):代碼sys=tf(100,1 3 0);sysc=feedback(sys,1);damp(sysc)step(sysc)曲線性能指標(biāo)Pole Damping Frequency Time Constant(rad/seconds) (seconds)-1.50e+00 + 9.89e+00i 1.50e-01 1.00e+01 6.67e-01-1.50e+00 - 9.89e+00i 1.50e-01 1.00e+01 6.67e-01閉環(huán)極點階躍響應(yīng)曲線10等幅振蕩10衰減振動10衰減振動10衰減振
3、動兩實重根-1010單調(diào)上升兩不等實根 -5和-205,20單調(diào)上升曲線:結(jié)論:可見當(dāng)一定時,系統(tǒng)隨著阻尼比增大,閉環(huán)極點的實部在S左半平面的位置更加遠(yuǎn)離原點,虛部減小到0,超調(diào)量減小,調(diào)節(jié)時間縮短,穩(wěn)定性更好。曲線:結(jié)論:可見當(dāng)一定時,隨著增大,系統(tǒng)響應(yīng)加速,振蕩頻率增大,系統(tǒng)調(diào)整時間縮短,但是超調(diào)量沒有變化。代碼及曲線:代碼:sys=tf(10,1 2 10);step(sys)hold onsysc=tf(2,10,1 2 10);step(sysc)hold onsysx=tf(5,10,1 2 10);step(sysx)hold offtitle('單位階躍系統(tǒng)增加零點比較
4、');lab1='增加零點-2'text(1,1.8,lab1)lab2='增加零點-5'text(0.25,1.1,lab2)lab3='原系統(tǒng)'text(1.5,1.3,lab3)曲線:結(jié)論:閉環(huán)零點使得超調(diào)量增大,峰值時間前移,且加入的零點越靠近虛軸,影響越明顯代碼及曲線:代碼:sys=tf(10,1 2 10);step(sys)hold onnum=50;den=conv(1,5,1 2 10);sysc=tf(num ,den);step(sysc)hold onnum1=20;den1=conv(1,2,1 2 10);sy
5、sx=tf(num1,den1);step(sysx)hold offtitle('單位階躍系統(tǒng)增加極點比較')lab1='原系統(tǒng)G(s)'text(1,1.3,lab1)lab2='增加極點-2'text(0.25,1.1,lab2)lab3='增加極點-5'text(0.95,0.771,lab3)結(jié)論:閉環(huán)極點使得超調(diào)量減小,峰值時間后移,且加入的極點越靠近虛軸,影響越明顯。四.實驗作業(yè)要求(1)完成實驗內(nèi)容中的實驗,編寫程序,記錄相關(guān)數(shù)據(jù),并分析,得出結(jié)論。(2)總結(jié)閉環(huán)零極點對系統(tǒng)階躍響應(yīng)影響的規(guī)律。 五、 拓展思考代碼、曲線及性能指標(biāo):代碼:num=conv(1,1,1,5);den=conv(1,2,1,1,1);G=tf(num,den);t=0:0.1:10;u=t+1;lsim(G,u,t),ho
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