北京工业大学控制工程实验报告

1、控制工程基础课程实验报告北京工业大学机电学院 班号 彩虹人实验一 控制系统的阶跃响应实验二、实验内容- 101、传递函数G（s）丁s22s10图像结果：1.4Step Response2 5205 81 0.9 a11 ooSystem: sysTime (seconds): 3.55Amplitude: 1.02System: sysPeak amplitude: 1.35 Overshoot (%): 35.1At time (seconds): 1.06System: sysTime (seconds): 2.53Amplitude: 0.9540.200234Time (sec on

2、ds)代码:num=10;den=1 2 10; damp(den) Eige nvalueDampi ngFreque ncy3.16e+00-1.00e+00 + 3.00e+00i3.16e-013.16e+00实验值理论值峰值 Cmax (tp)1.35091.351峰值时间（tp ）1.0492s1.047s过渡时间ts%52.518s3s%23.5147s4s-1.00e+00 - 3.00e+00i3.16e-01(Freque ncies expressed in rad/Time Un it) step(nu m,de n)理论值计算:C maxtht ptht ath 13

3、 / E n3s1.3511. 047stath24 / Eq 4sAc%1.35091.3511.351100%0.0074%Atp%1. 04921. 0471. 047100% 0. 21%Atath1% -18_3100% 16.07%3At ath 2 %3. 514744100%12. 13%Eb普Jr IlMfl： "Ud PiM-EWUd*J _ d 岭 % X < ®- a 3 E32、口 阳 ID ID 琴筝闵c/za 帯* 1*3 eni '3r i-z JJ 4M Hlxcoh日a4、G3(s)s3 2s2 2s 10G4(s)s4 3

4、s3 4s2 2s 10七、实验报告要求：(1分析系统的阻尼比和无阻尼振荡频率对系统阶跃响应的影响答：阻尼比决定了振荡特性,0<<1越小，其阶跃响应超调量越大，上升时间越长。，0<<1,有振荡 > 1,无振荡。系统无阻尼振荡频率越大，阶跃响应的反应速度越快(2) 分析响应曲线的零初值，非零初值与系统模型的关系答：当分子、分母多项式阶数相等时响应曲线初值不为0，当分子多项式的阶数低于分母多项式的结束时相应曲线的初值为零初值。(3) 分析响应曲线的稳态值与系统模型的关系答：当分子、分母多项式阶数相等时响应曲线稳态值为零；当分子多项式 的阶数低于分母多项式的结束时相应曲

5、线的稳态值为1.八、思考题：分析系统零点对阶跃响应的影响答：当系统存在不稳定零点时，系统的阶跃响应可能有向下的峰值，零点的存在使振荡响应增加。实验二 控制系统的脉冲响应实验、实验内容1、G（ S）10s22s10实验值理论值峰值 Cmax (tp)2.0853*峰值时间（tp）0.4197s*过渡时间ts%53.8819s*%24.9311s*老 n=_cwImpulse Rb sponse2468Tirre (seconds 112七、实验报告要求：(1)分析系统的阻尼比和无阻尼振荡频率脉冲响应的影响答：系统的阻尼比(ov Z <1)越大，其阶跃响应超调量越小，上升时间 越长；系统的阻

6、尼比Z决定了其振荡特性：Z >1时，无振荡、无超调，阶跃响 应非周期趋于稳态输出，0< Z <1时，有振荡。系统的无阻尼振荡频率越大，阶 跃响应的反应速度越快。(2 )分析响应曲线的零初值、非零初值与系统模型的关系答：当分子、分母多项式阶数相等时响应曲线初值为非零初值，当分子多项式的阶数低于分母多项式的结束时相应曲线的初值为零初值。(4) 分析响应曲线的稳态值与系统模型的关系答：当分子、分母多项式阶数相等时响应曲线稳态值为 0 ;当分子多项式的阶数低于分母多项式的结束时相应曲线的稳态值为1.八、思考题：分析系统零点对单位脉冲响应曲线的影响答：当系统存在不稳定零点时，系统的阶跃

7、响应可能有向下的峰值实验四 控制系统的伯德图实验、实验内容Frequency (rad/s)1、1Z =0.01 ； 2, z =0.1 ；1,3=0.5 ;4, z =1 ；5, z =2 ;Bode DiagramGm = 10.8 dB (at 31.6 rad/s) , Pm = 22.3 deg (at 16.3 rad/s)-140-90-135-1801010Frequency (rad/s)1010104Bode DiagramGm = 10.8 dB (at 31.6 rad/s) , Pm = 22.3 deg (at 16.3 rad/s)0050050001 - 15090r p r r f vir Fpp F r f f >f f Fri-if f r f i r Fifr if r f it r p IFifr f r rIOSHV6QMaB53T8070-2010110210310410Frequency (rad/s)Bode Diagramm = 54.9 deg (at 3.02 rad/s)Gm = -Inf dB (at 0 rad/s) , Pk=3实验五 控制系统的极坐标图实验二、实验内容1、-5o-2Nyquist Diagram-0-0Real