自动控制原理实验报告

自动控制原理

实验报告

姓名学号

时间地点实验楼B

院系专业

实验一系统的数学模

实验二控制系统的时域分析

实验三控制系统的频域分析

实验一系统的数学模

一、实验目的和任务

1、学会使用MATLAB的命令；

2、掌握MATLAB有关传递函数求取及其零、极点计算的函数。

3、掌握用MATLAB 求取系统的数学模型

二、实验仪器、设备及材料

1、计算机

2、MATLAB软件

三、实验原理

1、MATLAB软件的使用

2、使用MATLAB软件在计算机上求取系统的传递函数

四、实验内容

1、特征多项式的建立与特征根的求取

在命令窗口依次运行下面命令，并记录各命令运行后结果

>>p=[1,3,0,4];

p =

1 3 0 4

>>r=roots(p)

r =

-3.3553 + 0.0000i

0.1777 + 1.0773i

0.1777 - 1.0773i

>>p=poly(r)

p =

1.0000 3.0000 -0.0000 4.0000

2、求单位反馈系统的传递函数：

在命令窗口依次运行下面命令，并记录各命令运行后结果

>>numg=[1];deng=[500,0,0];

>>numc=[1,1];denc=[1,2];

>>[num1,den1]=series(numg,deng,numc,denc);

>>[num,den]=cloop(num1,den1,-1)

num =

0 0 1 1

den =

500 1000 1 1 >>printsys(num,den)

num/den =

s + 1

---------------------------

500 s^3 + 1000 s^2 + s + 1

3、传递函数零、极点的求取

在命令窗口依次运行下面命令，并记录各命令运行后结果>>num1=[6,0,1];den1=[1,3,3,1];

>>z=roots(num1) ;

>>p=roots(den1) ;

>>n1=[1,1];n2=[1,2];d1=[1,2*i];d2=[1,-2*i];d3=[1,3];

>>num2=conv(n1,n2)

num2 =

1 3 2

>>den2=conv(d1,conv(d2,d3))

den2 =

1 3 4 12

>>printsys(num2,den2)

s^2 + 3 s + 2

----------------------

s^3 + 3 s^2 + 4 s + 12

>>num=conv(num1,den2);den=conv(den1,num2);

>>printsys(num,den)

6 s^5 + 18 s^4 + 25 s^3 + 75 s^2 + 4 s + 12

-------------------------------------------

s^5 + 6 s^4 + 14 s^3 + 16 s^2 + 9 s + 2 >>pzmap(num,den),title(‘极点－零点图’)

4、求反馈联接系统的传递函数：

在命令窗口依次运行下面命令，并记录各命令运行后结果

>>numg=[1];deng=[500,0,0];

>>numh=[1,1];denh=[1,2];

>>[num,den]=feedback(numg,deng,numh,denh)

num =

0 0 1 2

den =

500 1000 1 1 >>printsys(num,den)

s + 2

---------------------------

500 s^3 + 1000 s^2 + s + 1

5、自行利用MATLAB命令求取以下系统传递函数，并记录下结果。

>> g1=tf(2,[1,1,0]);

>> g2=tf([1,2],[1,3]);

>> gg1=feedback(g1,g2,+1);

>> g3=tf(10,[1,1]);

>> gg2=series(gg1,g3);

>> g4=tf([5,0],[1,6,8]);

>> sys=feedback(gg2,g4)

sys =

20 s^3 + 180 s^2 + 520 s + 480

----------------------------------------------------- s^6 + 11 s^5 + 43 s^4 + 67 s^3 + 118 s^2 + 252 s - 32 Continuous-time transfer function.

五、思考题

1、实验内容中的第5项系统的反馈是什么反馈？

有正反馈和负反馈。

2、闭环系统的零、极点个数相等吗？各为多少？

不等。

>> pzmap(sys)

>> [p,z]=pzmap(sys)

p =

-4.4999 + 1.9707i

-4.4999 - 1.9707i

-2.9863 + 0.0000i

0.4332 + 1.8760i

0.4332 - 1.8760i

0.1198 + 0.0000i

z =

-4.0000

-3.0000

-2.0000

实验二控制系统的时域分析

一、实验目的和任务

1、掌握用MATLAB对系统进行时间响应分析；