自动控制原理实验三SIMULINK环境下典型环节阶跃响应仿真及分析

1、买验报告课程名称自动控制原理实验序号实验三实验项目 SIMULINK环境下典型环节阶跃响应仿真及分析实验地点实验学时 实验类型操作性指导教师实验员专业 班级学号 姓名成绩:14教 师 评 语一、实验目的及要求1、初步了解MATLAB中SIMULINK的使用方法;2、了解SIMULINK 下实现典型环节阶跃响应方法；3、定性了解各参数变化对典型环节动态特性的影响。、实验原理与内容L 必君 SMULINM11）龙人期虹LAE二4点；V3T 7【I巾LIAZLAB图1：（2）进入SIMULIKK；仁H/TLAB窗口中键入31MULI限命令p罩的弹M SIMULINK 熟库口囊立自己的实敷独FH圆“西

2、a丸（镇人自己的文伟名，文件名第一个字仔必须是英文字母且不支持汉字 好胤*从SIMULINK模块库中脆所需的麒：在 SIMULINK S'HJJf SOUKCES 麟鼠从SOURCES用信号源模块库冲拈出STEP INPUT （隼也阶跃1从）幅块至自己的霞配 窗CL从幽S库中抽制比(那脚丸从codnujous用中隹出InnferM推递函数等楣块： (5)通过tranferfim模蝴翻尔愤恨振撕士双击tncferM麟,弹出蜩&1的正相其11 ； Numerator为，手不国式¥：员也，Denamacr月号 酶职的系钻潮般多项那系般现不同环节的 转变TM如R例军1：要实豌

3、递酬 廿1. Zr +3s+4Nuineratcr 为| 】，2：Ceixunmaki为口，3, 4：例32要粕犍前变为积介环节二.， N为以口蛇仙就仃为1. 0：(6)用鼠标招卿，transferal或scope橙块也抵 如期程爹米SB0JIM0N耕蚓AMEIERS耕鼠|(8)进行ffiM： SMUL虹ION蕖单中STAPT菜单项,或点击卜进行仿真. 注：要使螭孀可施过提蒯真精度或用加采样点来实队Th畸er Fer用嵇 org 代旭信仃,史，jo关2r 口 命队"。巩口即t耽;h即后舶加蚌口1 IW”：15附岫歌 曜加部惜ara的cfecarim加州is of三、实验软硬件环境装有

4、MATLA软件的电脑四、实验过程(实验步骤、记录、数据、分析)1、按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 波形。(1)比例环节 Gi (s) =1 和 G2(s)=2;比例环节Gi (s) =1的实验结果：比例环节G2 (s) =2的实验结果:结果 分析：由以上阶跃响应波形图知，比例环节的输出量与输入量成正比，比例系数越大，输出量越大。(2)惯性环节 Gi (s) =1/(s+1)和 G2 (s) =1/(0.5s+1)惯性环节G1 (s) =1/(s+1)的实验结果：& B IDI O I I 女U惯性环节Gi (s) =1/(0

5、.5s+1)的实验结果:结果分析：由以上单位阶跃响应波形图知，惯性环节使输出波形在开始的时候以指数曲线上升，上 升速度与时间常数有关，时间常数越小响应越快。(3)积分环节G (s) =1/s(4)微分环节 G (s) =s(5)比例 +微分(PD) Gi (s) =s+2 和 G2 (s) =s+1Gi (s) =s+2的实验结果：G2 (s) =s+1的实验结果:结果分析：由以上单位阶跃响应波形图知，比例作用与微分作用一起构成导前环节，输出反映了输入信号的变化趋势，波形也与时间常数有关。(6)比例 + 积分(PD) Gi (s) =1+1/s 和 G2 (s) =1+1/2sGi (s) =

6、1+1/s的实验结果：G2 (s) =1+1/2s的实验结果:Time offset结果分析：由以上单位阶跃响应波形图知，积分环节的输出量反映了输入量随时间的积累，时间常 数越大，积累速度越快。43对地和二的系统=二进行侪战,二分别取0.0% 05. 07h hs，+ 4 *二 #5 + 4观察.郭和is的变化情况.实验结果：gm FqMScopes结果分析：由以上单位阶跃波形知，当 90时，系统的单位阶跃响应为不衰减；随着阻尼E的减小，其振荡特性表现的愈加强烈，当E的值在0.2-0.7之间时，过渡过程时间较短， 振荡不太严重；当F1时，响应慢。五、测试/调试及实验结果分析1、各典型环节的SIMULINK仿真模型图和单位阶跃响应波形图如上图所示。2、不同的阻尼比，二阶系统单位响应有很大区别。当E =0寸，系统的单位阶跃响应为不衰减的振荡，系统不能正常工作；当 0<K1时，单位响应呈衰减正弦振荡，随着 E的减小，超调量越大，平稳性 越差，调节时间ts长；当E =1,系统单位阶跃响应是无超调、无振荡单调上升的，不存在稳态误差， 系统响应迟钝，调节时间 ts长。六、实验结论与体会1、不同的参数T对不同的