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1、控制系统计算机辅助设计综合实验指导实验名称：连续与离散系统校正实验，系统可控性与可观性实验，系统的simulink仿真实验实验任务书1. 有一个单位负反馈控制系统，如果控制对象的传递函数为 设计要求： 相角裕度45； 当系统的输入信号是单位斜坡信号时，稳态误差ess0.04。 要求绘制出校正后系统和未校正系统的Bode图及其闭环系统的单位阶跃响应曲线，并进行对比。2. 有一个单位负反馈控制系统，如果控制对象的传递函数为：试设计一个串联滞后校正装置。设计要求：相角裕度45； 当系统的输入信号是单位斜坡信号时，稳态误差ess0.04。 要求绘制出校正后系统和未校正系统的Bode图及其闭环系统的单位
2、阶跃响应曲线，并进行对比。3. 有一个单位负反馈控制系统，如果控制对象的传递函数为试设计一个串联超前滞后校正装置，设计要求：相角裕度45； 当系统的输入信号是单位斜坡信号时，稳态误差ess0.04。 要求绘制出校正后系统和未校正系统的Bode图及其闭环系统的单位阶跃响应曲线，并进行对比。4. 系统结构图如图所示，其中，采样周期Ts=0.01s，被控对象，为零阶保持器。用W变换法设计一超前校正装置D(z)，使系统相位裕度50，校验设计后系统的性能指标。5. 系统结构图如图所示，其中，采样周期Ts=0.01s，被控对象，为零阶保持器。用W变换法设计一超前校正装置D(z)，使系统相位裕度50，校验设
3、计后系统的性能指标。6. 已知系统状态空间方程：，。对系统进行可控性|、可观性分析以及极点配置控制器的设计。实验要求：（1） 判别系统的可控性，求解系统的变换矩阵。（2） 如果系统完全可控，导出系统的第一可控标准型。（3） 判断系统的可观测性，求解系统的变换矩阵（4） 如果系统完全可观测，导出系统的第一可观测标准型。（5） 确定状态反馈矩阵K，使系统的闭环极点配置在位置上，并绘制出配置后系统单位阶跃时间响应曲线。7. 建立如图所示双闭环计算机控制直流调速系统的simulink模型。仿真观测转速和电流跟踪特性等性能指标，调整数字PI调节器参数，以满足系统的性能指标要求。8. 有限拍随动系统的设计
4、：1） 某一离散控制系统的被控队形的传递函数为：，保持器为零阶保持器，采样周期试设计单位速度输入时的有限拍控制器。2） 某一离散控制系统的被控队形的传递函数为：，保持器为零阶保持器，采样周期试设计单位速度输入时的有限拍无纹波控制器。9用函数调用的方法，求出，要求写出脚本式M文件和函数式M文件10. 找出101n之间的满足（1）它是完全平方数；（2）在满足完全平方数的前提下，有两位数字相同。 统计满足条件的数的个数。11 通过键盘输入一个整数，将该数变成按相反顺序的数，例如12345变成543211num=25;den=conv(1,0,conv(0.25,1,0.0125,1);G=tf(nu
5、m,den); Gm,Pm,Wcg,Wcp=margin(G); Pm()w=0.1:0.1:10000; mag,phase=bode(G,w);magdb=20*log10(mag); phim1=45;deta=10; phim=phim1-Pm+deta; bita=(1-sin(phim*pi/180)/(1+sin(phim*pi/180); n=find(magdb+10*log10(1/bita)=0.0001); magdb+10*log10(1/bita)=0.0001wc=n(1); w1=(wc/10)*sqrt(bita);w2=(wc/10)/sqrt(bita);
6、 numc=1/w1,1;denc=1/w2,1; Gc=tf(numc,denc); GmdB=20*log10(Gm); GcG=Gc*G;Gmc,Pmc,wcgc,wcpc=margin(GcG); GmcdB=20*log10(Gmc); disp(未校正系统的开环传递函数和频域响应参数：h，wc)G,GmdB,Pm,Wcp,disp(校正装置传递函数和校正后系统开环传递函数)Gc,GcG,disp(校正后系统的频域响应参数：h，wc)GmcdB,Pmc,wcpc,disp(校正装置的参数T和值：T，)T=1/w1;T,bita,bode(G,GcG);figure(2);margin
7、(GcG)未校正系统的开环传递函数和频域响应参数：h，wc Transfer function: 25-0.003125 s3 + 0.2625 s2 + s ans = 10.5268 15.8578 9.5715校正装置传递函数和校正后系统开环传递函数 Transfer function:0.1481 s + 1-0.03348 s + 1 Transfer function: 3.703 s + 25-0.0001046 s4 + 0.01191 s3 + 0.296 s2 + s 校正后系统的频域响应参数：h，wcans = 16.2010 45.0239 14.0770校正装置的参数
8、T和值：T，ans = 0.1481 0.22612num=25;den=conv(1,0, 0.25,1);den=conv(den,0.125,1);G=tf(num,den); gamma_cas=50;delta=6; gamma_l=gamma_cas+delta; w=0.01:0.01:1000; mag,phase=bode(G,w);n=find(180+phase-(gamma_l)=0.1); wgamma_l=n(1)/100; mag,phase=bode(G,wgamma_l); rr=-20*log10(mag);beta=10(rr/20); w2=wgamma
9、_l/10;w1=beta*w2; numc=1/w2,1;denc=1/w1,1; Gc=tf(numc,denc) GcG=Gc*G bode(G,GcG),figure(2),margin(GcG),beta Transfer function:6.061 s + 1-83.14 s + 1 Transfer function: 151.5 s + 25-2.598 s4 + 31.21 s3 + 83.51 s2 + s beta =0.07293num=100;den=conv(1,0,1,4);G=tf(num,den); h,gamma,wg,wc=margin(G);h=20*
10、log10(h); w=0.001:0.001:100; mag,phase=bode(G,w); disp(未校正系统的参数：h,wc,); h,wc, gamma,gamma1=45;delta=6; phim=gamma1-gamma+delta; alpha=(1+sin(phim*pi/180)/(1-sin(phim*pi/180); magdb=20*log10(mag); n=find(magdb+10*log10(alpha)=0.0001); wc=n(1);wcc=wc/1000; w3=wcc/sqrt(alpha);w4=sqrt(alpha)*wcc; numc1=
11、1/w3,1;denc1=1/w4,1; Gc1=tf(numc1,denc1); w1=wcc/10;w2=w1/alpha; numc2=1/w1,1;denc2=1/w2,1; Gc2=tf(numc2,denc2); Gc12=Gc1*Gc2; GcG=Gc12*G; Gmc,Pmc,wcgc,wcpc=margin(GcG);GmcdB=20*log10(Gmc);disp (超前校正部分的传递函数),Gc1,disp (滞后校正部分的传递函数),Gc2,disp (串联超前-滞后校正网络的传递函数),Gc12,disp(校正后系统的开环传递函数),GcG,disp(校正后系统的性能参数：h,wc,及值),GmcdB,wcpc,Pmc,alpha,bode(G,GcG)未校正系统的参数：h,wc,ans = Inf 9.6081 22.6028超前校正部分的传递函数 Transfer function:0.1326 s + 1-0.04714 s + 1 滞后校正部分的传递函数 Transfer function:0.7907 s + 1-2.225 s + 1 串联超前-滞后校正网络的传递函数 T
