实验报告书写自动控制原理要求

1、实验一典型环节的阶跃响应实验目的和要求实验目的1 熟悉matlab中simulink的建模方法。2、通过观察典型环节在单位阶跃信号作用下的动态特性，加深对各典型环节响 应曲线的理解。3、定性了解各参数变化对典型环节动态特性的影响。实验要求按照下列各典型环节的传递函数，建立相应的simulink仿真模型，观察并记录 其单位阶跃响应的波形。 比例环节：g（s） = l和= 惯性环节：g（5）=和 g2（5）=!；s +10.5s +1 积分环节:gt（s） = -；s 微分环节：g（5）= s ; 比例+微分环节（pd） : q= 2 + s和g2（s） = 1 + s 比例+积分环节（pi） :

2、 （5） = 1 + -和&"） = 1 +丄s2$二、实验仪器和设备pc系统机、matlab软件。三、实验过程1、在matlab的simulink下构造各典型环节的仿真模型。2、运行仿真模型，观察输入输出波形。3、修改相应的参数，观察输入输出波形的界同，并分析原因。4、保存并打印实验结果。四、实验结果与分析此处贴仿真原理图（打印）、仿真效果图（打印），并对仿真效果图进行分析与 说明（手写）。实验二线性定常系统的瞬态响应一、实验目的和要求实验目的1、利用matlab分析控制系统的时域性能。2、研究二阶系统的特征参数阻尼比匚和无阻尼自然频率con对系统动态性能的 影响，定性分析

3、匚和3n与最大超调量<7%和调节时间tsz间的关系。3、掌握二阶系统动态性能的测试方法。实验要求1、观测二阶系统的阻尼比分别在0<<1, 了二1和<>1三种情况下的单位阶跃响应曲线；2、当系统的阻尼比$ = 0.707时，观察此吋系统的超调量/%、调节吋间ts（a= ±5%）；3、：为一定时，观测系统在不同©时的响应曲线。二、实验仪器和设备pc系统机、matlab软件。三、实验过程1、在matlab的simulink下构造图2.1所示的仿真模型。图2.12、当©=10时，分析"0.2、"0.707、<二1、$

4、=2时，系统的阶跃响应曲线。3、当了二0.2吋，分析©=1、©=100吋，系统的阶跃响应曲线。四、实验结果与分析此处贴仿真原理图（打印）、仿真效果图（打印），并对仿真效果图进行分析与 说明（手写）。实验三 线性系统稳态误差的研究一、实验目的和要求实验目的1、理解系统稳态误差与其结构、参数与输入信号的形式、幅值大小之间的关系。2、研究系统的开环增益k对稳态谋差的影响。实验要求1、观测0型二阶系统的单位阶跃响应和单位斜坡响应，并实测它们的稳态误差;2、观测i型二阶系统的单位阶跃响应和单位斜坡响应，并实测它们的稳态误差;3、观测ii型二阶系统的单位斜坡响应和单位抛物线响应，并实测

5、它们的稳态误 差。二、实验仪器和设备pc系统机、matlab软件。三、实验过程1、0型二阶系统如图3.1所示。当系统分别输入阶跃和斜坡输入时，观察偏差曲 线e,并与理论值进行比较：图3.10型二阶系统的方框图2、i型二阶系统如图3.2所示。当系统分别输入阶跃和斜坡输入时，观察偏差曲 线e,并与理论值进行比较：图3.2 i型二阶系统的方框图图3.3 ii型二阶系统的方框图3、ii型二阶系统如图3.3所示。当系统分别输入阶跃、斜坡和抛物线输入时， 观察偏差曲线e,并与理论值进行比较：四、实验结果与分析此处贴仿真原理图（打印）、仿真效果图（打印），并对仿真效果图进行分析与 说明（手写）。实验四线性定

6、常系统的串联校正一、实验目的和要求 实验目的1、理解所加校正装置的结构、特性和对系统性能的影响。2、掌握串联校正几种常用的设计方法。实验要求1、观测未加校正装置时系统的动、静态性能；2、按动态性能的要求，分别用时域法或频域法（期望特性）设计串联校正装置;3、观测引入校正装置后系统的动、静态性能，并予以实时调试，使之动、静态 性能均满足设计要求。二、实验仪器和设备pc系统机、matlab软件。三、实验过程1、系统的性能指标如下：系统的超调量：<10%,速度误差系数k、22。2、设校止前系统为图4所示，其中其中7>1, 7； =0.2, k严1, k2=2, k二kk2=2。输入阶跃信号观察并计算是否满足要求。图4.1二阶系统的方框图3、根据对校正后系统性能指标的要求，取 =4.3% 5 10%, kv = 2.5 > 2 ,相应的开环传递函数为:g(s)二2.5s(l + 0.2s)2.5 (l + s)(l + 0.2s) _ 1.25(1+ s)5(1 + 0.25)2_ s4、校正后系统的