《自动控制原理实验指导书(2017年2018年1)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《自动控制原理实验指导书(2017年2018年1)（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、自动控制原理实验指导书王娜编写电气工程与自动化学院自动化系2017 年 11 月实验一 控制系统的时域分析实验目的1、熟悉并掌握 Matlab 操作环境和基本方法，如数据表示、绘图等命令；2、掌握控制信号的拉氏变换与反变换 laplace 和 ilaplace ，控制系统生成模型的常用函 数命令 sys=tf(num,den) ，会绘制单位阶跃、脉冲响应曲线；3、会构造控制系统的传递函数、会利用 matlab 函数求取系统闭环特征根；4、会分析控制系统中 ， n 对系统阶跃、脉冲响应的影响。 实验容及步骤 1、矩阵运算a) 构建矩阵： A=1 2;3 4; B=5 5;7 8;解： A=1 2
2、;3 4A =1 23 4 B=5 5;7 8 B =5 57 8b)已知 A=1.2 3 5 0.9;5 1.7 5 6;3 9 0 1;1 2 3 4，求矩阵 A 的特征值、特征多项式和特征向量.解： a=1.2 3 5 0.9;5 1.7 5 6;3 9 0 1;1 2 3 4; V,D=eig(A)V =0.41810.62110.55240.3665D =13.0527000 p=poly(A)P =-0.4579 - 0.3096i-0.1757 + 0.2740i0.7474-0.1592 - 0.0675i0-4.1671 + 1.9663i00-0.4579 + 0.3096
3、i-0.1757 - 0.2740i0.7474-0.1592 + 0.0675i00-4.1671 - 1.9663i0-0.60440.0504-0.28260.74320002.1815-6.9000-77.2600-86.1300604.55002. 基本绘图命令a)绘制余弦曲线y=cos(x) , x 0 , 2冗 解： x=linspace(0,2*pi); y=cos(x); plot(x,y)10.80.60.40.20-0.2-0.4-0.6-0.8b) 线形为点划线、颜色为红色、数据点标记为加号;解: hold on;plot(x,y,r-.+)0.80.60.40.2-0
4、.2-0.4-0.6-0.8c) 加网格线解：grid ond) 标注控制：x、y坐标轴名称和标题“ y=cos(t) ”; 解：xlabel( x); ylabel(y); title(y=cos(x)y=cos(x)0.80.60.40.2-0.4-0.6-0.8V/j-+/ .Tj-J-0.23. 常用拉氏变换和反变换的命令F=laplace：f(t)的拉氏变换，结果为F(s)，默认变量为s ; f=ilaplace(F) : F(s)的拉氏反变换，结果为f(t)，变量为t;例1-1试求函数f (t) Asin(wt b)的拉氏变换式，并用拉氏反变换观察变换结果。解：MATLAB程序如下
5、:clear;syms t A w b sft= A*si n(w*t+b);Fs =laplace(ft)%清除所有变量%疋义符号变量t, A, w, b, s%定义f(t)的符号函数ft的表达式%求ft的拉氏变换式Fs,即F(s)运行结果:Fs = A*(cos(b)*w/(sA2+wA2)+si n(b)*s/(s2+wA2)可利用拉氏反变换对上述结果进行检验：ft=ilaplace(Fs)%求Fs的拉氏反变换式ft运行结果：ft = s in(t)即 f(t)=L-1F(s)=L-11/(s2+1)=sin(t)4. 求系统的单位阶跃响应说明：step(num,den),其中num :传递函数分子表达式，den :传递函数分母表达式，幕次由咼到低排列。例1-1 :若已知单位负反馈前向通道的传递函数为G(s)0?，试作出其单位阶跃响应s2 5s曲线，准确读出其动态性能指标，并记录数据。解：1)作单位阶跃响应曲线 matlab参考程序graph.m 如下：sys=tf(100,1 5 0);sysc=feedback(sys,1);step(sysc);grid on;2)运行程序得到系统的单位阶跃曲线如下：
