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1、苏州市职业大学实训报告院系 电子信息工程学院班级姓名学号实训名称系统稳态误差分析实训日期一、实训目的1、掌握终值定理求稳态误差的方法；2、在不同输入信号作用下，观察稳态误差与系统结构参数、型别的关系；3、比较干扰在不同的作用点所引起的稳态误差。二、实训内容1、给定信号输入作用下，系统的稳态误差分析。24已知控制系统的动态结构图如下所示，其中G(s) K1，G2(s)，反馈通道传递函数2s 10.4s 1H(s) 1。3 ?-1京驶月朽占*(1) 建立上述控制系统的仿真动态结构图；令开环增益为K1=1 ,分别对系统输入阶跃信号和斜坡信号，用示波器观察系统的响应曲线和误差响应曲线；并分别计算不同输
2、入信号下的稳态误差值；(2) 改变系统增益K1 (自行选取增益值，如K1=10)，用示波器观察系统的稳态误差曲线，计算稳态值，分析开环增益变化对稳态误差的影响。如果前向通道中再串联一个积分环节，(增益值K1值同第三步)，用示波器观察系统的响应曲线和误差响应曲线，计算稳态值，分析开环增益变化对稳态误差的影响。建立如下图1所示的仿真结构图，令开环增益K1=1，输入单位阶跃信号，运行得到单位阶跃响应曲线和单位阶跃误差响应曲线(图2)：图1单位阶跃信号作用下，K1=1的系统结构图指导教师签名苏州市职业大学实训报告院系电子信息工程学院 班级姓名学号实训名称系统稳态误差分析实训日期建立如下图3所示的仿真结
3、构图，令开环增益K1=1，输入单位斜坡信号，运行得到单位斜坡响应曲线和单位斜坡误差响应曲线（图4）:图4单位斜坡信号作用下，K1=1的仿真曲线第2页共8页指导教师签名苏州市职业大学实训报告院系 电子信息工程学院班级姓名学号实训名称系统稳态误差分析实训日期通过计算，在阶跃信号作用下，K1=1的系统稳态误差值ess为0.11;在斜坡信号作用下，K1=1的系统稳 态误差值ess无穷大，这也刚好验证了图2和图4。建立如下图5所示的仿真结构图，令开环增益K1=10，输入单位阶跃信号，运行得到单位阶跃响应曲线和单位阶跃误差响应曲线（图6）:建立如下图7所示的仿真结构图，令开环增益K1=10，输入单位斜坡信
4、号，运行得到单位斜坡响应曲线和单位斜坡误差响应曲线（图8）:指导教师签名苏州市职业大学实训报告院系电子信息工程学院 班级姓名学号实训名称系统稳态误差分析实训日期“1卩里忙科北斯唱找图8单位斜坡信号作用下，K1=10的仿真曲线通过计算，在阶跃信号作用下，K1=10的系统稳态误差值 饼为0.0123;在斜坡信号作用下，K1=10的系统稳态误差值ess无穷大，这也刚好验证了图6和图8。通过对比图2和图6可知，开环增益 K对系统的稳态误差有影响，K越大，稳态误差越小；K越小，稳态误差越大。因此，适当提高开环增益K可减小系统的稳态误差，但不利于提高系统的稳定性。2、干扰信号输入作用下，系统的稳态误差分析
5、。15已知控制系统的动态结构图如下所示，其中G(s) -，G2(s)-反馈通道传递函数 H (s) 1。s0.5s 1 2-2壬世玮中迥1) 建立上述控制系统的仿真动态结构图；2) 干扰信号加在N1和N2的位置时，用示波器观察系统的稳态误差曲线；并分别计算干扰信号为阶跃信号时系统稳态误差值 essn、essn2 ；建立如下图9所示的仿真结构图，无输入，在N1处施加阶跃干扰信号，运行得到仿真曲线(图10)：第_4页 共页指导教师签名苏州市职业大学实训报告院系 电子信息工程学院班级姓名学号实训名称系统稳态误差分析实训日期图9在N1处施加阶跃干扰信号的系统结构图图10在N1处施加阶跃干扰信号的仿真曲
6、线利用 MATLAB 编程命令计算得：essn= 1.4877e-014 0。图11在N2处施加阶跃干扰信号的系统结构图12):第5页共8页指导教师签名苏州市职业大学实训报告院系 电子信息工程学院 班级 姓名学号实训名称系统稳态误差分析实训日期图12在N2处施加阶跃干扰信号的仿真曲线利用MATLAB编程命令计算得：essn2=1。3、根据图2-2观察阶跃干扰作用于不同位置时系统的稳态误差大小。阶跃干扰作用越靠前，系统的稳态误差小；阶跃干扰作用越靠后，系统的稳态误差大。但系统几乎同时 到达稳态。4、 同时施加输入信号 R和干扰信号N （均为阶跃信号）。建立如下图13所示的仿真结构图，输入阶跃信号
7、，在N1处施加阶跃干扰信号，运行得到仿真曲线（图图13阶跃输入，在N1处施加阶跃干扰信号的系统结构图第6页共8页指导教师签名苏州市职业大学实训报告院系 电子信息工程学院班级姓名学号实训名称实训日期系统稳态误差分析图14阶跃输入，在N1处施加阶跃干扰信号的仿真曲线建立如下图15所示的仿真结构图，输入阶跃信号, 在N1处施加阶跃干扰信号，运行得到仿真曲线（图第 m 共页指导教师签名苏州市职业大学实训报告院系 电子信息工程学院班级姓名学号实训名称系统稳态误差分析实训日期三、思考题1、根据实验结果，分析稳态误差与系统开环增益和输入信号类型的关系；开环增益越大，稳态误差越小；开环增益越小，稳态误差越大。因此，适当提高开环增益可以减小系统 的稳态误差，但不利于提高系统的稳定性。同一控制系统在不同形式的输入信号的作用下有不同的稳态误差，具体如下表所示:静态冕差系數阶礙输人慕1 1(1)料坡输人r(t) = M删達度输人巩门二1 &位溟塞% =速度谋差土右加速慶溟差令0X00A1 + JCl,J8IK0 I； 0: JATIIQCK0 r0A K2、根据实验数据，分析稳态误差与干扰作用点的关系。在同一控制系统中，干扰信号也一样的情况下，干扰作用点越靠前，稳态误差越小；反之，越大。第豆页共页指导教师签名
