《自动控制matlab仿真》由会员分享，可在线阅读，更多相关《自动控制matlab仿真（28页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、兰州理工大学自动控制原理MATLAB分析与设计仿真实验报告院系班级姓名学号时间电信工程与信息工程学院电气工程及其自动化2班刘鹏山072302202009年11月26日电气工程与信息工程学院自动控制原理MATLAB分析与设计仿真实验任务书（2009）一仿真实验内容及要求：1MATLAB 软件要求学生通过课余时间自学掌握MATLAB软件的基本数值运算、基本符号运算、基本程 序设计方法及常用的图形命令操作；熟悉MATLAB仿真集成环境Simulink的使用。2各章节实验内容及要求1）第三章 线性系统的时域分析法对教材P136.3-5系统进行动态性能仿真，并与忽略闭环零点的系统动态性能进行 比较，分析
2、仿真结果； 对教材 P136.3-9 系统的动态性能及稳态性能通过的仿真进行分析，说明不同控制 器的作用；在MATLAB环境下完成英文讲义P153.E3.3o对英文讲义中的循序渐进实例“Disk Drive Read Systei”在K = 100时，试采a用微分反馈使系统的性能满足给定的设计指标。2）第四章 线性系统的根轨迹法在MATLAB环境下完成英文讲义P157.E4.5；利用 MATLAB 绘制教材 P181.4-5-（3）；在MATLAB环境下选择完成教材第四章习题4-10或4-18，并对结果进行分析。3）第五章 线性系统的频域分析法利用MATLAB绘制本章作业中任意2个习题的频域特
3、性曲线；4）第六章 线性系统的校正利用MATLAB选择设计本章作业中至少2个习题的控制器，并利用系统的单位阶跃 响应说明所设计控制器的功能。5）第七章 线性离散系统的分析与校正利用MATLAB完成教材P383.7-20的最小拍系统设计及验证。利用MATLAB完成教材P385.7-25的控制器的设计及验证。二仿真实验时间安排及相关事宜1依据课程教学大纲要求，仿真实验共6 学时，教师可随课程进度安排上机时间，学生 须在实验之前做好相应的准备，以确保在有限的机时内完成仿真实验要求的内容；2实验完成后按规定完成相关的仿真实验报告；3仿真实验报告请参照有关样本制作并打印装订；4.仿真实验报告必须在本学期
4、第15学周结束之前上交授课教师。自动化系自动控制原理课程组2009.033-5原始动态性能仿真与忽略零点的动态性能比较图分析：忽略零点以后，根据系统曲线对比分析，系统的超调量降低，但是系统的调节时间相对的稍微延长.即系统变稳定了，但是反应速度变慢了。3-9当 r1=0 , r2=0.1 时当 r1=0.1,r2=0 时ScopeL-KjD ut-1enwushu2008 - M.3-9 - Microsoft .Ready100%|ode45疽开始 - 5 MATLAB因 untitled *E冈IFile Edit Vi ew Simulati on Form at Tools Help |
5、 Q 3 X屉超34令|00|卜|Nor“l ，J|爭蘊囤協比较两幅图，可知比例微分环节可以加快上升时间，减小超调量。E3.3Disk drive read system在K 100时,试采用微分反馈使系统的性能满足给定的设计指标Ka=100, G1(s)= u ,G2(s)=, R(s)=仿真程序程序:(1)%Ka=100,加入微分反馈前时的阶跃相应曲线Ka=100;nf=5000;df=1 1000; G1=tf(nf,df); ng=1;dg=1 20 0; G2=tf(ng,dg);n,d=series(Ka*nf,df,ng,dg);G=tf(n,d);sys1=feedback(G
6、,1)figure(1)step(sys1);gridKa=100, K=1时，加入微分反馈后时的阶跃相应曲线Ka=100;K=1;nf=5000;df=1 1000; G1=tf(nf,df); ng=1;dg=1 20 0; G2=tf(ng,dg);n,d=series(Ka*nf,df,ng,dg);G=tf(n,d);H1=tf(K 1,1);sys2=feedback(G,H1)figure(2)step(sys2);gridKa=100, K=05时，加入微分反馈后时的阶跃相应曲线Ka=100;K=05;nf=5000;df=1 1000; G1=tf(nf,df);ng=1;d
7、g=1 20 0; G2=tf(ng,dg);n,d=series(Ka*nf,df,ng,dg);G=tf(n,d);H1=tf(K 1,1);sys3=feedback(G,H1)figure(3)step(sys3);grid1TSystem: sys11 4eak. amplitude: 1.22Overshoot (%): 21 8At time (sec): 0.153System: sys1 Settling Time sec): 0.376 II KaMOO.未加入徽分I；反辔时的阶軼响应；0.4System: sys1 Final Value: 10.50.6edutilpm
8、A0.20.3Step-Response： r21861 0 0420000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Time (sec)k1取不同的值，当k1增大时，系统逐渐变为过阻尼，k1越小，系统由于欠阻尼，k1越小, 超调量越大，在K=0.01时，系统是稳定的，各项要求满足性能指标。E4-5When Gc(s)=K 系统为正反馈,轨迹应该与负反馈相反,但此图与负反馈相同! 程序：G=tf(1,1 -1 0);figure rlocus(G);此图为坐标(-10 2 -6 6)时的轨迹图，依旧不合适!When Gc(S)=K(S+2)/(S+20) 程序: G=tf(1 2,1 19 -
9、20 0); figure rlocus(G);igure 1File Edi t View Insert Tools Desktop Window Help%DgSHS|晏 | b Q4-5程序:M2 asb4qefigure(1)rlocus(G);File Edi t View Insert Tools Desktop Window Help of Q # k 黔 逞 S | b QRoot Locus10 111弋1共26页第9页兰州理工大学电气工程与信息工程学院F开始劭 4 MATLAB-reTLWUshu2008 _ M.缶工程ES /鮭18:444-10.程序：G1=zpk(,0
10、 0 -2 -5,1); G2=zpk(-0.5,0 0 -2 -5,1); figure(1)rlocus(G1);grid figure(2)rlocus(G2);gridG1H(S)=1分析：由于H(S)从1变成了 l+2s, 系统增加了一个负实零点，使系 统根轨迹向左半平面弯曲，从而 改善了系统的稳定性。卜丿 Figure 1EIFile Edi t View Insert Tools Desktop Window Help*31DgSHS|退 gzl I B Q-2 0Real AxisRoot LocusW3 a4slioi4se_G2H(S)=1+2SRoot Locus8 _A
11、-I4QU-B4SE-810 11114- 18Gc(s)=KtSGc(s)=KaS2jFigure 1File Edi t View Insert Tools Desktop Window HelpSiD耳日釦k 0 鹫|晏| W3 A4su-64aEDgSHS|晏 I B QRoot LocusW3 a4slioi4se_Real AxisGc(S)=KaS2/S+20File Edi t View Insert Tools Desktop Window Help of Q S h 皱 巧 繭 D| b QRoot LocusM3 Aall 一 B4SE-4-2005i 开始| 爲 5 M
12、ATLAB助j renwushu2008 - M.曹 4-18 - Microsoft.莒工程g /瞬丿事g) 18:40Real Axis当Gc(s)=KtS时，可通过改变Kt的值来使系统的主导极点处于最佳阻尼比处。当Gc(s)=KaS2时，不能通过改变Ka的值来使系统的性能达到最佳，因为Ka值越大, 系统的稳定性越差。当Gc(S)=KaS2/S+20时，也无法通过改变Ka的值来使系统的性能达到最佳。5- 10G(S)H(S)=S+1/S(S/2+1)(S2/9+S/3+1) k=18;num=1 1;den=conv(1 0,1 2); den1=conv(1 3 9,den);G(1)=tf(k*num,den1); figure(1) margin(G(1);Bode Diagramio-1iou-io1-n：r1-110110：Bode DiagramGm = 6.89 dB (at 3.4 rad/sec), Pm = 69.4 deg (at 1.7 rad/sec)Frequency (rad/sec)IFiEure 1File Edi t View Insert Tools Desktop Window HelpSi s； H S k 題渥 I 目 I
