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文档简介

1、自动控制系统的Matlab仿真与分析一、实验目的1.熟悉Matlab在自动控制系统仿真中的应用；2.对自动控制系统进行仿真研究；3.掌握用Matlab绘制自动控制系统根轨迹及对数频率特性的方法，掌握根据系统根轨迹及对数频率特性分析自动控制系统性能的方法。二、实验内容1.用Matlab提供的Simulink仿真软件工具对实验一中的各个典型环节及二阶系统进行阶跃响应仿真研究。(1)比例环节 (2)积分环节 (3)一阶惯性环节 (4)比例积分环节 (5)比例微分 (6)比例微分积分 (7)二阶系统()(8)二阶系统（）（9）二阶系统（）2.单位负反馈系统的开环传递函数为，用Matlab绘制k由变化的

2、根轨迹，分析系统的稳定性。如图所示，由于所有根轨迹全部位于s平面的左半平面，故不管K取何值，系统均是稳定的。3.单位负反馈系统的开环传递函数为(1)用Matlab绘制k由变化时的根轨迹，确定系统的稳定范围；如图所示，当根轨迹与虚轴相交时，。所以当时系统稳定。(2)要求闭环系统的最大超调量，调节时间。借助于Matlab选择合适的k值。选取合适的点，由图可知Overshoot=24.8%调节时间，满足要求。此时。故k的取值范围为。4.某闭环系统的开环传递函数为(1)用Matlab绘制当k=10,T1=0.5s,T2=1s时系统的开环对数频率特性(2)分析系统中k和T1,T2参数值变化时闭环系统的稳定性画出对数频率特性曲线，开环传函相角-180。根据对数判据，对任意的k, T10，T20，在截止频率的左侧，相频特性曲线与-180直线无交点，所以系统稳定。5.某闭环系统的开环传递函数为(1)用Matlab绘制k=5时的开环对数频率特性(2)求开环截止角频率及相角裕量(3)判断闭环系统的稳定性(4)求使系统处于临界稳定状态的k值(1)如图所示(2) 由(1)中图可知,在0dB处，。因此开环截止频率约为1.27rad/s；相角裕量约为7度。(3) 因为在左侧没有点穿过-180度线，所以系统稳定。(4)由上图可以看出时，过-180度

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