控制工程基础实验.doc

制造科学与工程学院实验报告Experiment ReportSchool of Manufacturing Science&Engineering实验课程名称( Experiment Course )控制工程基础实验项目名称( Experiment Item )控制工程基础仿真实验姓名（Name）翁义杰学号（No.）0943021054系别（Department）机制班级（Class）四班同组学生姓名（Accompaniers）实验日期（Date）2011.12.11实验地点（place）CAD中心实验学时（Hour）2指导教师（Superior）陈崑成绩（Grade）室主任签名（Director）（以下是实验报告的参考项目，请学生按照实验指导教师的要求在空白处依次填写，不够加附页）一、 实验目的（Experiment Objectives）二、主要实验仪器（包括名称、型号、规格等）（Main Experiment Apparatus）三、实验原理（Experiment Principles）四、实验内容、步骤（Experiment Contents, Experiment Steps）五、实验数据（Experiment Datum）六、计算、图表分析（Calculation and Analysis）七、实验结论（Experiment Results）八、实验体会（Experiment Tastes） 一、实验目的：通过仿真实验，直观了解各典型环节的时间响应和频率响应，巩固课程中所学的基本概念和基本原理。2、 实验设备：计算机、仿真软件3、 实验原理：通过对各种典型环节的仿真实验，可以直观的看到各种环节的时间响应和频率响应的图像。通过对所得图像的分析可以得出各种参数如何影响系统的性能。4、 实验内容、步骤：实验1. 一阶系统的单位脉冲响应输入5个不同的时间常数，观察一阶系统单位脉冲响应曲线的变化，分析时间常数T对系统性能的影响。实验2. 一阶系统的单位阶跃响应（1） 输入3个不同的时间常数，观察一阶系统单位阶跃响应曲线的变化，将响应曲线绘制在坐标纸上，并分析时间常数T对系统性能的影响。（2） 若通过实验已测得一阶系统的单位阶跃响应曲线，试说明如何通过该曲线确定系统的时间常数T。实验3. 二阶系统的单位脉冲响应保持系统的无阻尼固有频率2=n不变，改变系统的阻尼比为0.1，0.5，0.7，1和2，观察系统的响应曲线变化情况，并分析阻尼比如何影响系统的性能。实验4. 二阶系统的单位阶跃响应保持系统的无阻尼固有频率5=n不变，改变系统的阻尼比为0.1，0.5，0.7，1和2，观察系统的响应曲线变化情况，将响应曲线绘制在坐标纸上，并分析阻尼比如何影响二阶系统的性能。实验5. Nyquist图分别绘制下列开环传递函数的Nyquist图，并分析相应闭环系统的稳定性。（1）121.006.0105.0)(2+=ssssG （2）sssG2.01)(s23 = （3）1029)(ssG 实验6. Bode图已知系统开环传递函数为)5)(1()(+=sssKsG，当K的取值为1，10，100和1000时，试用所产生的Bode图判定相应闭环系统的稳定性，并分析K的取值如何影响闭环系统的相对稳定性。5、 实验数据，图表分析：实验1：输入五个不同的时间常数，得到响应曲线如下：制造科学与工程学院实验报告 结果分析：一阶系统的单位脉冲响应为单调递减指数函数，且T越小，惯性越小，过程持续时间越短，快速性越好制造科学与工程学院实验报告实验2：输入三个不同时间常数，对得到响应曲线如下： 结果分析：一阶系统的单位阶跃响应为单调上升指数函数稳态值为1，指数斜率为响应速度。系统的过渡时间为4T，时间常数越小，快速性越好。 制造科学与工程学院实验报告实验3：保持=2不变，改变系统的阻尼比为0.1，0.5，0.7，1和2时得到响应曲线如下： 结果分析：二阶欠阻尼系统的单位脉冲响应曲线为减幅正弦振荡曲线，阻尼比越小，衰减越慢，振荡频率Wd越大。实验4：保持=5不变，改变系统的阻尼比为0.1，0.5，0.7，1和2时得到响应曲线如下： 结果分析：E1时，二阶系统的过渡过程具有单调上升的特征。实验5： 分别绘制下列开环传递函数的Nyquist图如下： 结果分析：由Nyquist判据可知，（1）（2）（3）的闭环系统稳定。实验6：当K的取值为1，10，100和1000时所产生的