MATLAB控制系统仿真试题B卷.doc

装 订 线 考 生 答 题 不 得 超 过 此 线 广东技术师范学院 20102011学年度第 一学期期未考查试卷科 目：控制系统仿真 （B）卷考试形式：上机考试 考试时间: 120 分钟所属学院：自动化学院 班级： 姓名： 学号： 题 目一二三四五总分标准分数2020202020100实得分数评卷人答题注意事项：以下题目请大家在计算机上完成，并将结果写成电子文档上交。电子文档中应包含以下几项内容：仿真程序代码、仿真结果截图、仿真实验结论。1 设单位负反馈系统的开环传递函数为，试确定分别使闭环系统稳定的开环增益的取值范围。（20分）程序如下：num=1;den=conv(1 2 0 0,1 5);G=tf(num,den);k=0:0.05:100;rlocus(G)K,P=rlocfind(G)Select a point in the graphics windowselected_point = 0.0024 + 0.3230iK = 1.0607P = -4.9857 -2.0838 0.0347 + 0.3176i 0.0347 - 0.3176i运行结果：K=1.0607;t=0:0.05:100;G0=feedback(tf(K*num,den),1);step(G0,t)由上图分析可得，系统的临界稳定增益是1.0607，因此该闭环系统稳定的开环增益的取值范围是01.0607,随着增益的增加系统趋于发散统系统2、试求以下单位负反馈系的单位阶跃响应曲线，并求其动态性能指标。num=1;den=1 1 4;G=tf(num,den);Gk=feedback(G,1)figure(1);step(Gk)运行结果：2 已知单位负反馈系统的开环传递函数为，为使系统具有如下性能指标：速度误差系数，相角裕度。试确定串联超前校正装置的形式和特性。（20分）程序如下：s=tf(s);G=100/(s*(s+5);margin(G);gm,pm=margin(G) phim1=45; phim=phim1-pm+5; phim=phim*pi/180;alfa=(1+sin(phim)/(1-sin(phim); a=10*log10(alfa); mag,phase,w=bode(G); adB=20*log10(mag); wm=spline(adB,w,-a); t=1/(wm*sqrt(alfa); Gc=(1+alfa*t*s)/(1+t*s); gmc,pmc=margin(G*Gc) figure; margin(G*Gc)运行结果：校正前系统Bode图校正后系统bode图3 绘制系统的对数幅频、相频特性曲线，并分析其系统性能。（20分）程序如下：s=tf(s);G=10-3*(1+100*s)2/(s2*(1+10*s)*(1+0.125*s)*(1+0.05*s);Bode(G);grid;运行结果：4 已知单位负反馈系统的开环传递函数为，试设计PID控制器以消除系统静态速度误差。（20分）程序如下： clear; num=1; den=conv(0.5 1 0,0.2 1); G0=tf(num,den); rlocus(G0)原系统根轨迹图2 求取不同控制器参数并查看控制效果程序如下： t=0:0.01:25; num=1; den=conv(1 1 0,1 5); G0=tf(num,den); step(feedback(G0,1),t); figure; kp0=6.7; p0=2; kp1=0.45*kp0; Ti1=0.833*p0; s=tf(s); Gc1=kp1*(1+1/Ti1/s); step(feedback(G0*Gc1,1),:,t); hold on; kp2=0.6*kp0; Ti2=0.5*p0; s=tf(s);Gc2