《控制工程》实验指导书.doc

控制工程实验指导书 机械控制工程基础实验指导书实验 一、时域特性的MATLAB计算机辅助分析 一、传递函数的MATLAB部分分式展开1.基本命令1)传递函数的表示方法num=;den=。 或num=conv(,);den=conv（,）。 2)部分分式展开命令r,p.kresidue(num,den)3）M函数2.例题求下式的部分分式展开2450351026523911)(234234+=sssssssssF3.编程应用)2)(1(79523+sssss部分分式展开4.实验报告写出上述编程应用部分分式展开的结果。 二、时域响应曲线MATLAB分析1.时域响应MATLAB命令函数impluse(num,den)；impluse(num,den,t)step(num,den)；step(num,den，t)lsim(num,den,u,t)2.画图MATLAB命令plot()，hold on，gtext3.例题P159例4.编程应用P160图7.11和图7.125.实验报告写出P160图7.11和图7.12所编程序，画出响应曲线。 三MATLAB求连续系统的零极点和系统稳定性1.基本命令计算多项式的根roots(den)计算零极点p,z=pzmap(num,den)在复平面绘制系统的零极点图pzmap(num,den)2.编程应用98765432243s244s72567823+sssssssss3.实验报告求出上述多项式的极点编程和极点结果及稳定性判别结果。 实验二频域特性的MATLAB计算机辅助分析1.目的用MATLAB进行系统的尼氏图和博德图的绘制，并讨论系统的稳定性，求出稳定裕量。 2.基本命令nyquist(num,den,w)Bode(num,den,w)3.编程应用已知开环传递函数为)52)(23 (5)(22+=sssssssG编程分别绘制出其尼氏图、博德图，并从博特图上求出其幅值裕量和相角裕量。 5.实验报告对上述编程求出其结果（尼氏图、博特图、稳定裕量）实验三控制系统的SIMULINK仿真实验1.内容完成对控制系统的输入输出仿真，完成对控制器控制对象组成的反馈控制系统的控制效果仿真，分析PID控制器的参数调节对控制性能的影响。 2.例子3.仿真1对象为)110877.5)(115.0(s40)(3+=?sssG的单位反馈系统阶跃响应、正弦信号响应；加入控制器（PD校正器）)115.0(4.1=)(+ssGc后的阶跃响应、正弦信号响应。 仿真2对象为)1 (10)(+=sssG的单位反馈系统阶跃响应、正弦信号响应；加入控制器（近似PID校正器）1113.01455.0)(+=sssGc后的阶跃响应、正弦信号响应。 仿真3在Simulink中，自己选择一对象，设计PID控制器模块，调节PID参数，分析控制器参数调节对控制效果的影响，并求出控制性能较为理想的PID参数。 4.实验报告1）上述的仿真结果图。 2）设计并改变PID的调节参数，分析控制系统的控制效果