《控制工程基础》实验报告书.doc

控制工程基础实验报告赖桂文 编 写适用专业： 机械设计制造及其自动化 材料成型及控制工程 车辆工程 XX XX 材料科学与工程学院 13材料成型及控制工程卓越班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 3.编程应用：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.编程应用：P113例3.104实验报告：写出P113例3.10所编程序，画出响应曲线。1.单位脉冲响应2.单位速度响应3.单位加速度响应4.单位阶跃响应三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) 2.编程应用：P115例3.11：3.实验报告：1)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。 2) 用MATLAB求出具有下述特征方程的反馈系统的特征根（极点）和稳定性判别结果。 (1)； den=1 8 18 16 5roots(den)闭环极点都是负实部，系统稳定 (2)；den=1 1 2 2 3 5roots(den)有两个闭环极点为正实部，系统不稳定 (3)3.den=1 10 16 10roots(den)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) nyquist(num,den,w) bode(num,den) bode(num,den,w) 注：如bode(num,den,0.1:100) margin(num,den) grid3.编程应用：已知开环传递函数为 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、相位穿越频率及相角裕量和幅值穿越频率。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、穿越频率） 尼氏图实验三 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）后的阶跃响应、正弦信号响应。仿真2：对象为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）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，