北京理工大学自动控制matlab实验报告概要

1、MATLAB 软件工具在控制系统分析和综合中的应用实验班级： 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 MATLAB绘制系统频率特性曲线乃氏图和

2、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：以传函G(s)1为例，令 T=0.1， 1， 10，绘制其单位阶跃响应曲线，并2Ts1总结给出惯性时间常数对阶跃响应影响的结论。T=0.1 时的单位阶跃响应曲线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。23以传函 G(s)n为对象，令n =1，=0， ，分220.20.5 1 1.5s2 n sn别绘制阶跃响应曲线。令=0.7，n =0.1， 1， 10 分

3、别绘制阶跃响应曲线，进行、 n 对二阶阶跃响应的影响分析。n =1，=0：分析：n =1 时，=0，零阻尼，响应为无阻尼等幅振荡；=0.2 和 0.5，欠阻尼，随着的增大，振荡幅值减小，响应速度变慢，超调量减小；=1，临界阻尼，响应变慢，超调和振荡消失；=1.5，过阻尼，系统没有超调，且过渡时间较长。综上所述，越大，振荡幅值越小，过渡时间越长；>=1 以后，系统没有了超调和振荡。所以，阻尼比对二阶系统的影响是改变系统的振荡幅值和过渡时间。n =1，=0.2：n =1，=0.5：n =1，=1：n =1，=1.5：=0.7，n =0.1：=0.7，n =1：=0.7，n =10：分析：n

4、=1 时，=0，零阻尼，响应为无阻尼等幅振荡；=0.2 和 0.5，欠阻尼，随着的增大，振荡幅值减小，响应速度变慢，超调量减小；=1，临界阻尼，响应变慢，超调和振荡消失；=1.5，过阻尼，系统没有超调，且过渡时间较长。综上所述，越大，振荡幅值越小，过渡时间越长；>=1 以后，系统没有了超调和振荡。所以，阻尼比 对二阶系统的影响是改变系统的振荡幅值和过渡时间。分析：=0.7 时， n 越大，二阶阶跃响应曲线上升时间越长，调节时间越短，超调量相同。所以无阻尼自然频率n 影响二阶系统的过渡时间。5系统开环传函为 G(s)K, 绘制其根轨迹。附加开环极点，系统开环s(s 10)传函变为 G(s)K,分别令绘制其根轨迹，并分析附加开环s(s10)(sp =2,5,p)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。6若单位反馈系统 G(s)50,画出其 Bode图， nyquist图，1)(0.01ss(0.25s1)并求其相位裕度；串入校正装置 Gc (s)0.118s1 , 绘制 Bode图，求其相位裕0.0117s1度，c ，绘制系统校正前后闭环阶跃响应曲线。原单位反馈系统的bode 图：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