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1、 实实 验验 报报 告告实验课程 自动控制原理 实验项目 实验一 实验地点 8C403 指导教师 吴贵文 班 级 08 电气本一 学生姓名 陈森达 学 号 08303033201 教师评分 日 期 2011.10.26 实验二实验二 控控制制系系统统的的根根轨轨迹迹图图1、实验目的和要求：实验目的和要求：1.利用计算机完成控制系统的根轨迹作图；2.了解控制系统根轨迹的一般规律；3.利用根轨迹进行系统分析。二、实验主要仪器设备：二、实验主要仪器设备：计算机配有 MATLAB6.5 软件3 3、实验原理：实验原理：1.在 Windows 界面上用鼠标双击 matlab 图标，即可打开 MATLAB
2、 命令平台2.练习相关 M 函数根轨迹作图函数：rlocus(sys) %绘制根轨迹r=rlocus(sys,k) %根据 K 得出对应的闭环极点rlocus(sys1,sys2,.) %绘制多个系统的根轨迹r,k=rlocus(sys) %得出闭环极点和对应的 k例如，系统开环传递函数为根轨迹作图程序为 k=1; %零极点模型的增益值 z=; %零点 p=0,-1,-2; %极点 sys=zpk(z,p,k); rlocus(sys) 作出的根轨迹图如图1所示。 -6-5-4-3-2-1012-4-3-2-101234Root LocusReal AxisImaginary Axis图1 根
3、轨迹图 零点极点位置绘图函数： pzmap(sys) 零点极点位置绘图函数p,z=pzmap(sys) %显示零点和极点的值函数功能：给定系统数学模型，作出零点极点位置图。 例 系统传递函数为 程序为 num=2 -2;den=1 4 14 20; sys=tf(num,den); pzmap(num,den) 零点极点图如图2所示。 图2零极点图 闭环根查询函数： k,poles=rlocfind(sys) 函数功能：用鼠标确定根轨迹上某一点的增益值k和该点对应的n个闭环根。 说明：在已经作出的根轨迹图上，用鼠标选择闭环极点的位置后，返回对应闭环极点的根轨迹增益值k和该点对应的n个闭环根po
4、les，并在图上用 十字光标标注。使用该命令之前，需要使用rlocus()命令作出根轨迹图。 例 系统开环传递函数为 num =2 -2;den=1 4 14 20; sys=tf(num,den); rlocus(sys); 图3 在根轨迹上选择闭环极点 k,r=rlocfind(sys) %在图上选择点，如图3(b)所示。 Select a point in the graphics window selected_point-1.7647 + 4.2581i k = 4.5128 r = -1.7415 + 4.2652i -1.7415 - 4.2652i -0.5171 3、加gri
5、d on语句可显示网格。4、用SISOTOOL工具画根轨迹并进行性能分析。4 4、实验内容：实验内容：给定如下各系统的开环传递函数，作出他们的根轨迹图，并完成给定要求。1、) 3)(1()(01sssksGg要求：（1）准确记录根轨迹的起点、终点与根轨迹的条数（2）确定根轨迹的分离点与相应的根轨迹增益（3）确定临界稳定点的根轨迹增益 Kg（1）起点（-3,0） （0,0） （-1，0）终点为无穷远 根轨迹数为三条（2）分离点（-0.446.，0）增益 0.665（3）0+1.7i kg=11.5 0+1.75i kg=12.3k=1z=p=0,-1,-3sys=zpk(z,p,k)rlocus
6、(sys)2）)164)(1() 1()(202sssssksGg要求：确定根轨迹与虚轴交点并确定系统稳定的根轨迹增益 K 范围gKg=0-36.2998num=1 1;den=1 3 12 -18 0; sys=tf(num,den); rlocus(sys)grid on3）)2()3()(03sssksGg要求：确定系统具有最大超调量时的根轨迹增益，作时域仿真验证。num=2 6;den=1 2 0; sys=tf(num,den); rlocus(sys)grid on当 k=2 的时候具有最大的超调量结论：远点与图形相切的时候超调量最大4.已知系统结构图如图所示。（选做） 系统结构图要求： （1）令Gc(S)=1,用SISOTOOL工具作根轨迹图。 （2）在SISOTOOL里作时域仿真。（3）确定一个点,读取坐标值、Kg、n。（4）移动该点，观察阶跃响应曲线如何变化。（5）增加开环零极点，观察根轨迹图和时域响应的变化。num=1 3den=1 2 0sys=tf(num,den)rlocus(sys)sisotool(sys)
