成绍宏(2008300578)--自动控制原理(验证)

1、自动控制原理实验报告（验证）2010-2011学年第一学期姓名： 成绍宏 班号：02020802 学号：2008300578 1、二阶系统实域分析（1）数学模型（2）实验结果（3）计算机仿真下图为欠阻尼输出的情况：（4）理论、仿真、实验结果的对比分析当输入为一个阶跃信号时，调节可变电阻R，仿真结果与理论值有一定误差，因实验器材本身有一定误差，所以仿真结果与理论值之间的误差在一定范围内是允许的。2.控制系统计算机辅助分析与设计题目：（自动控制原理题目422）设计一种有耐热性好、重量轻的材料制成的未来超音速客机，该机可容纳300 名乘客，并配备先进的计算机控制系统，以三倍音速在空中飞行。为该型飞机

2、设计的一种自动控制飞行系统如下如所示。系统的主导极点的理想阻尼比；飞机的特征参数为增益因子的可调范围较大；当飞机飞行状态从中等重量巡航变为轻重量降落时，可以从0.02变为0.2。要求：R(s)C(s)控制器执行器飞机动力学模型速率陀螺1. 控制系统（1）手工求解解：由控制系统图可得系统开环传递函数为：画出根轨迹如下图所示：根轨迹与阻尼比线的交点如下图所示：（2）计算机辅助设计、仿真、验证1）由系统开环传递函数：运用你MATLAB仿真，MATLAB文本如下所示：G1=zpk(-2 -2,-10 -100 -0.75-2.38i -0.75+2.38i,1);%建立等效开环传递函数模型%绘制系统的

3、开环极点、零点和根轨迹figure(1)pzmap(G1);figure(2)rlocus(G1);相应的开环传递函数零点和极点仿真图如下所示：根轨迹仿真图如下所示：2)当飞机以中等重量巡航时，作阻尼比为0.707的阻尼比线。由MATLAB编程可求出阻尼比线与根轨迹交点S1、S2处的根轨迹增益，MATLAB文本如下所示：G=zpk(-2 -2,-10 -100 -0.75-2.38i -0.75+2.38i,1); %建立等效开环传递函数模型z=0.707; %取阻尼比为0.707figure(1)rlocus(G);sgrid(z,'new')axis(-15 2 -4 4)

4、K=rlocfind(G); %阻尼比为0.707时的根轨迹增益figure(2)rlocus(G);阻尼比为0.707时的根轨迹增益仿真图如下所示：图中显示：根轨迹增益为1420，与手工求解的更轨迹增益相比，误差不是很大，所以仿真求出的值与手工求出的相比误差不是很大。3）由（2）中给出，由0.02变成0.2，则根轨迹增益增大10倍，则运用MATLAB仿真可得出当根轨迹增益时的闭环极点，MATLAB文本及仿真图如下所示：G1=zpk(-2 -2,-10 -100 -0.75-2.38i -0.75+2.38i,1);% 建立等效开环传递函数模型figure(1) %绘制系统的开环根轨迹rlocus(G1)axis(-10 2 -4 4)G1=zpk(-2 -2,-10 -100 -0.75-2.38i -0.75+2.38i,1);% 建立等效开环传递函数模型%绘制系统的开环根轨迹figu