控制系统设计与仿真实验报告

控制系统设计与仿真上机实验报告控制系统设计与仿真上机实验报告 学院 学院 自动化学院自动化学院 班级 班级 自动化自动化 姓名 姓名 学号 学号 一 一 第一次上机任务第一次上机任务 1 熟悉 matlab 软件的运行环境 包括命令窗体 workspace 等 熟 悉绘图命令 2 采用四阶龙格库塔法求如下二阶系统的在幅值为在幅值为 1 脉宽为脉宽为 1 刺激刺激 下下响应的数值解 2 22 2 n nn G s ss 0 5 10 n 3 采用四阶龙格库塔法求高阶系统阶单位跃响应曲线的数值解 2 22 2 1 n nn G s ssTs 0 5 10 n 5T 4 自学 OED45 指令用法 并求解题 2 中二阶系统的单位阶跃响应 程序代码如下 曲线如下 二 二 第二次上机任务第二次上机任务 1 试用 simulink 方法解微分方程 并封装模块 输出为 得到 i x 各状态变量的时间序列 以及相平面上的吸引子 1123 223 31223 xxx x xxx xx xxx 参数入口为的值以及的初值 其中 以 i x8 3 10 28 及初值分别为 提示 模块输入是输出量的微 123 0 0 0 001xxx 1 s 分 SimulinkSimulink 曲线如下 2 用 simulink 搭建 PI 控制器的控制回路 被控对象传递函数 分别 1 51s 分析 1 比例系数由小到大以及积分时间由小到大对阶跃响应曲线的影响 2 控制器输出有饱和以及反馈有时滞情况下 阶跃响应曲线的变化 3 主控制回路传递函数为 副回路为 主回路采用 PI 1 201s 1 51s 控制器 副回路采用 P 控制器 分析控制系统对主回路以及副回路的阶跃扰动 的抑制 注 PI 控制器表达式为 串级控制如图所示 1 1 i U sKpE s Ts 1 2 3 3 编写 S 函数模块 实现两路正弦信号的叠加 正弦信号相位差为 60 度 还没做出来 正在努力做 还没做出来 正在努力做 三 三 第三次上机任务第三次上机任务 1 利用使能原理构成一个半波整流器 并模拟市电输入下 220v 50Hz 整流器接一一阶惯性环节 惯性环节的输出波形 8 05 8 0 s sG 2 利用触发子系统构建以零阶保持器 实现对正弦信号的采样 并比较不同采用周期下 的采样波形 3 若被控对象传递函数为 控制器为 0 2 1 G s s s 0 1 0 1 1 1 TT TT eze D z eze A 试用 simulink 搭建一单位反馈控制系统 分析采用周期 T 对系统单位阶跃 响应的影响 4 设一单位反馈控制系统 控制器采用 PI 控制 Kp 200 Ki 10 控制器饱 和非线性宽度为 2 受控对象为时变模型 由微分方程给出 如下 0 25 sin 26 tt y tey tety tu t 求系统单位阶跃响应 并分析不同 Kp 取值对响应曲线的影响 四 四 第四次上机任务第四次上机任务 1 熟悉控制系统各个模型表示方法的命令以及它们之间的相互转化 展开 形式 零极点形式 状态空间形式以及部分分式形式 2 试用至少三种方法 判断一下系统的稳定性 1 32 432 231 521 sss G s ssss 2 13 52 XX 解 1 2 3 试产生一周期为 5 秒 时长为 30 秒 最大值为 1 最小值为 0 的三角波 得到如下一阶系统在三角波输入下的时间响应曲线 1 21 G s S 4 对如下二阶系统做时域分析 得到阻尼比在 0 1 之间变化的时候 阶跃响应 的上升时间 调节时间 峰值时间 超调量以及衰减比 第一个峰值与稳态 值之差与第二个峰值与稳态值之差的比 其中 5 n 2 22 2 n nn G s ss 6 已知开环传递函数如下 1 试用根轨迹方法得到其临界稳定增益 2 若 k 10 试用伯德图方法 判断其稳定性 21 1 0 11 k G s H s sss 7 已知系统开环传递函数如下 2 0 51 0 11