昆明学院课程教学设计报告

课程设计（大作业）报告

课程名称：自动控制理论

设计题目：自动控制系统建模、分析及校正院系：自动控制与机械工程学院

班级：电气工程及其自动化2014级2班设计者：

学号：

指导教师：

设计时间：2016.12.12——2016.12.16

昆明学院课程设计（大作业）任务书

1.用matlab 语言编制程序，实现以下系统：

1）226418

245)(23423++++++=s s s s s s s G 2）)

523()1()66)(2(4)(2332

2+++++++=

s s s s s s s s s G

2.两环节G1、G2串联，求等效的整体传递函数G(s)

32)(1+=s s G 1

27)(22++=s s s G

3.两环节G1、G2并联，求等效的整体传递函数G(s)

32)(1+=

s s G 1

27)(22++=s s s G

num=[5,24,0,18]; den=[1,4,6,2,2]; sys=tf(num,den)

Transfer function:

5 s^3 + 24 s^2 + 18 ---------------------- s^4 + 4 s^3 +

6 s^2 + 2 s + 2 num=4*conv([1,2],conv([1,6,6],[1,6,6]));

den=conv([1,0],conv([1,1],c onv([1,1],[1,3,2,5]))); sys=tf(num,den)

Transfer function:

4 s^

5 + 5

6 s^4 + 288 s^3 + 672 s^2 + 720 s + 288 ----------------------- s^6 + 5 s^5 + 9 s^4 + 12 s^3 + 12 s^2 + 5 s

解：

G1=tf(2,[1,3]); G2=tf(7,[1,2,1]); G=G1*G2

Transfer function: 14 --------------------- s^3 + 5 s^2 + 7 s + 3

解：

G1=tf(2,[1,3]); G2=tf(7,[1,2,1]); G=parallel(G1,G2)

Transfer function: 2 s^2 + 11 s + 23 --------------------- s^3 + 5 s^2 + 7 s + 3

4.已知系统结构如图，求闭环传递函数。其中的两环节G1、

G2分别为

5.已知某闭环系统的传递函数为25

1096.116.025

10)(23++++=s s s s s G ，求其单位阶跃响应曲

线，单位脉冲响应曲线。 解：

（1） 单位阶跃响应

1） 程序：

sys=tf([10,25],[0.16,1.96,10,25]);

step(sys)

2） 单位阶跃响应曲线：

5

22)(2+=

s s G 81

21003)(21+++=

s s s s G 解：

负反馈 程序：

G1=tf([3,100],[1,2,81]); G2=tf(2,[2,5]);

sys=feedback(G1,G2,-1) Transfer function:

6 s^2 + 215 s + 500

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

2 s^

3 + 9 s^2 + 178 s + 605

正反馈

程序：

G1=tf([3,100],[1,2,81]);G2=tf(2,[2,

5]);sys=feedback(G1,G2,+1)

Transfer function:

6 s^2 + 215 s + 500

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

2 s^

3 + 9 s^2 + 166 s + 205

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

Step Response

Tim e (sec)

A m p l i t u d e

(2) 单位脉冲

1）程序：

sys=tf([10,25],[0.16,1.96,10,25]); impulse(sys)

2）单位脉冲曲线

-1

1

2

3

4

5

I m pulse Response

Tim e (sec)

A m p l i t u d e

6.典型二阶系统的传递函数为 ， 为自然频率， 为阻尼比，

试绘出当ξ=0.5，n ω分别取-2、0、2、4、6、8、10时该系统的单位阶跃响应曲线；分析

阻尼比分别为–0.5、–1时系统的稳定性。 解：

n ωξ222

2)(n

n n s s s G ωξωω++=

（1） 分析n 分别取-2、0、2、4、6、8、10时该系统的单位阶跃响应曲线 1）W=2,4,6,8,10时

程序：

w=0:2:10; kosai=0.5; figure(1) hold on for Wn=w; num=Wn^2;

den=[1,2*kosai*Wn,Wn^2]; step(num,den) end grid on

title('单位阶跃响应¦') xlabel('时间') ylabel('振幅')

00.20.40.60.8

1

1.2

1.4

单位阶跃响应

时间 (sec)

振幅

（从右到左分别为2,4,6,8,10的单位阶跃响应曲线） 2）W=-2时 程序：

w=-2