北京理工大学自动控制matlab实验报告概要

1、 软件工具在控制系统分析和综合中的应用实验 MATLAB 班级：01811001 学号：1120100209 姓名：戚煜华 一、试验目的： 1了解 MATLAB 这种强大的数学软件的基本特点和语言特点。 2掌握控制系统在 MATLAB 中的描述。 3学会用 MATLAB 的 Control 工具箱中提供的仿真函数，例如连续时间系统在 阶跃输入激励下的仿真函数 step（），脉冲激励下的仿真函数 impulse（）等。 4 掌握典型一阶、二阶系统中参数的变化对阶跃响应曲线的影响； 5 掌握使用 MATLAB 绘制控制系统的根轨迹图，并了解附加开环零、极点对闭环 根轨迹的影响。 6学会使用 MAT

2、LAB 绘制系统频率特性曲线乃氏图和伯德图，并利用 MATLAB 求出系统的稳定裕度。 7掌握系统串联校正后，开环指标及时域响应指标的变化规律。 二、试验设备： 一台装有 MATLAB 软件的电脑 三、试验内容： 1 为例，令 T=0.1，1，10，绘制其单位阶跃响应曲线，并?(Gs ) 2以传函 1 Ts ? 总结给出惯性时间常数对阶跃响应影响的结论。 时的单位阶跃响应曲线T=0.1 T=1 时的单位阶跃响应曲线 T=10 时的单位阶跃响应曲线 结论：惯性时间常数 T 越大，上升时间、调节时间和延迟时间越长。 2? 分，为对象，令， n? s) =1=030.20.5以传函1G1.5(? n

3、 22?2ss? nn 分别绘制阶跃响应曲线，进行，别绘制阶跃响应曲线。令101=0.1=0.7? n 对二阶阶跃响应的影响分析。、? n ：，=0=1? n 时，分析：=1? n ?，零阻尼，响应为无阻尼等幅振荡；=0 ?的增大，振荡幅值减小，响应速度变慢，超调量和，欠阻尼，随着 0.5 =0.2 减小； ?，临界阻尼，响应变慢，超调和振荡消失；=1 ?，过阻尼，系统没有超调，且过渡时间较长。=1.5 ?以后，系统没有了超越大，振荡幅值越小，过渡时间越长；综上所述， =1 ? 对二阶系统的影响是改变系统的振荡幅值和过渡时调和振荡。所以，阻尼比 间。 ，：=0.2=1? n ，：=0.5=1?

4、 n ，：=1=1? n ，：=1.5=1? n ，：=0.1=0.7? n ，：=1=0.7? n ，：=10=0.7? n 分析：时，=1? n ?，零阻尼，响应为无阻尼等幅振荡；=0 ?的增大，振荡幅值减小，响应速度变慢，超调量，欠阻尼，随着和 0.5 =0.2 减小； ?，临界阻尼，响应变慢，超调和振荡消失；=1 ?，过阻尼，系统没有超调，且过渡时间较长。=1.5 ?以后，系统没有了超越大，振荡幅值越小，过渡时间越长；综上所述， =1 ? 对二阶系统的影响是改变系统的振荡幅值和过渡时调和振荡。所以，阻尼比 间。 分析：时，越大，二阶阶跃响应曲线上升时间越长，调节时间越短，=0.7? n

5、 超调量相同。所以无阻尼自然频率影响二阶系统的过渡时间。? n K , 绘制其根轨迹。附加开环极点，系统开环?) 系统开环传函为5 G(s 10) s ?s( K 绘制其根轨迹，并分析附加开环=2,5,p分别令 , ? sG传函变为 () ) p?s (ss?10)( 极点对根轨迹的影响。 原系统开环传函根轨迹： 附加极点后根轨迹： 分析：附加开环极点后，根轨迹向右方移动。而当附加的开环极点左移时，根 轨迹也随之左移。 50 , 画出其 Bode 图，nyquist 图，?s) 6若单位反馈系统 G( 1)? 1)(0.01s s(0.25s ? 1 ?0.118s 并求其相位裕度；串入校正装置图，求其相位裕Bode , 绘制 ?(Gs) c 1? 0.0117s ，绘制系统校正前后闭环阶跃响应曲线。度，? c 图： 原单位反馈系统的bode 原单位反馈系统的奈奎斯特图： 相位裕度：8.32deg 串入校正装置后系统的 bo