实验备课教案讲义.doc

实验一 Matlab 基础知识（一） 一 实验目的1 熟悉并掌握MATLAB的工作环境。2 了解Matlab控制系统工具箱的主要内容。3 演示Matlab自带示例程序，了解不同结构下控制系统的工作过程及控制效果。二 实验内容Matlab 是一种用于数值计算和数据可视化处理的交互式软件，它可以被控制工程师用来进行控制系统地分析和设计。Matlab中包含的各种不同类型的工具箱可以使它的应用拓展到不同的领域。在本次实验中，主要任务是了解Matlab的工作环境，演示在Matlab控制系统工具箱中的示例程序。三 实验步骤1、 在Windows环境下安装Matlab，调试并试运行；2、 在Matlab控制控制系统箱中，演示示例程序。路径如下：help/control system toolbox /demo.3、 在heat exchange control demo 中，选择不同的控制模式，观察控制效果。适当改变前馈通道的增益值，观察控制效果；4、 演示DC motor的示例程序，了解建模过程。四实验报告1综述Matlab控制系统工具箱的功能和构成；2画出heat exchange control demo中不同的控制结构图，并简述控制效果；3简述DC motor示例中的建模过程。in armature-controlled DC motors,the applied voltage Va controls the angular velocity w of the shaft.This demo shows two techniques for reducing the sensitivity of w to load variations (changes in the torque opposed by the motor load).在电枢控制直流电动机，施加电压佤族控制轴的角速度瓦特.本演示展示了减少瓦特负载变化的敏感性由反对电机负载转矩（变化）两种技术。A simlifide model of the DC motor is shown above.The torque Td models load disturbances.You must minimize the speed variations induced by such disturbances.阿的直流电动机simlifide模型显示扭矩离散度模型氮化硅负荷disturbances.You必须尽量减少这种干扰的速度引起的变化。First construct a state-space model of the DC motor with two inputs (Va,Td) and one output (w).首先建立一个状态空间的两个输入端（佤族，TD）和一个输出直流电动机模型（瓦特）Note: Compute weth the state-space form to minimize the model order.注：计算weth状态空间形式，以尽量减少模型的秩序。Plot the angular velocity response to a step change in voltage Va:sttep(dcm(1)Rihgt-click on the plot and select Characteristics:Settling Timeto display the settling time.绘制到的电压阶跃变化佤族角速度响应： “”sttep病（DCM（1） Rihgt关于阴谋，并选择“特色：建立时间”来显示一下建立时间。You can use this simple feedforward control structure to command the angular velocity w to a given value w_ref.The feedforward gain Kff should be set to the rediprocal of the DC gain from Va to w.你可以使用这个简单的前馈控制结构，指挥角速度W到给定值w_ref。 前馈增益Kff应设置为从佤族直流增益rediprocal到WTo evaluate the feedforward design in the face of load disturbances,simulate the response to a step command w_ref=1 with a disturbance Td=-0.1Nm between t=5 and t=10 seconds;为了评估该面对的负载扰动前馈设计，模拟到一个步骤的命令w_ref扰动离散度与反应=- = 1吨= 5间和t = 10秒0.1Nm;clearly feedforward control handles load disturbances poorly.Next try the feedback control structure shown above.To enforce zero steady-state error,use integral control of the formC(s) = K/swhere K is to be determined.前馈控制手柄显然负载扰动很差。 下一个尝试的反馈控制结构如上所示。 为执行零稳态误差，使用的一个组成控制 C(s) = K/s;其中K是待定。To determine the gain K,you can use the locus technique applied to the open-loop 1/s * transfer (Va-w):compare this new design with the initial feedforward design on the same test case:The root locus design is better at rejecting load disturbances.比较，与同前馈测试案例的初步设计出新的设计： 根轨迹设计更善于拒绝负载扰动。The element type name must be terminated by the matching end-tag .Could not parse the file: