机械工程控制实验报告

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机械工程控制基础实验报告

机械工程控制基础实验报告200 -200 学年第学期班级：姓名：学号：指导教师：实验一、MA TLAB概述：MATLAB是Math Works公司的软件产品，是一个高级的数值分析、处理和计算的软件，其强大的矩阵运算能力和完美的图形可视化功能，使得它成为国际控制界应用最广泛的首选计算机工具。

MATLAB具有良好的的可扩展性，其函数大多数为ASCII文件，可以直接进行编辑、修改；其工具箱可以任意增加，任何人可以生成自己的MATLAB工具箱。

因此，很多研究成果被直接做成MATLAB工具箱发表。

SIMULINK是基于模型化图形的动态系统仿真软件，是MATLAB的一个工具箱，它使系统分析进入一个崭新的阶段，它不需要过多地了解数值问题，而是侧重于系统的建模、分析和设计。

其良好的人机界面及周到的帮助功能使得它广为科技界和工程界采用。

因此，本试验将尽可能把MA TLAB和SIMULINK工具应用于控制系统的分析和计算中。

二、实验报告要求1.报告要求单面A4纸打印。

2.按照每个题目的具体要求，手写或者计算机打印。

3.实验报告，占平时分的30%计入总评成绩中。

试验一：用MATLAB 进行部分分式展开1、试验目的：（1）对MA TLAB 进行初步的了解；（2）掌握应用MATLAB 对高阶函数进行部分分式的展开。

2、试验学时：1学时3、试验方法：MA TLAB 有一个命令用于求B （S ）/A （S ）的部分分式展开式。

设S 的有理分式为F （S ）=B （S ）/A(S)=num/den=(b 0S n +b 1S n-1+…+b n )/(S n +a 1S n-1+…+a n ) 式中ai 和bi 的某些值可能是零。

在MATLAB 的行向量中，num 和den 分别表示F(S)分子和分母的系数，即num=[b0 b1 … bn] den=[1 a1 … an] 命令[r,p,q]=residue(num,den)MATLAB 将按下式给出F （S ）部分分式展开式中的留数、极点和余项：有：r(1)、r(2)…r(n)是函数的留数；p(1)、p （2）、…p(n)是函数的极点；K （s ）是函数的余项。

机械控制工程基础实验报告(陈国梁)

中北大学《机械工程控制基础》实验报告班级 X学号 32姓名陈国梁时间 2011-12-24实验一：系统时间响应分析实验时间：2011-12-24 实验室名称：数字化实验室内容：1、实验结果与相应的MATLAB 程序一阶系统单位脉冲和单位阶跃响应clear all;t=[0:0.001:0.2]; %nG=[1];tao=0.2;dG=[tao 1];G1=tf(nG ,dG); tao=0.3;dG=[tao 1];G2=tf(nG ,dG); tao=0.4;dG=[tao 1];G3=tf(nG ,dG) %[y1,T]=impulse(G1,t);[y1a,T]=step(G1,t); [y2,T]=impulse(G2,t);[y2a,T]=step(G2,t); [y3,T]=impulse(G3,t);[y3a,T]=step(G3,t); %subplot(121),plot(T,y1,'--',T,y2,'-.',T,y3,'-') legend('tao=0.2','tao=0.3','tao=0.4') xlabel('t(sec)'),ylabel('x(t)');grid on;subplot(122),plot(T,y1a,'--',T,y2a,'-.',T,y3a,'-') legend('tao=0.2','tao=0.3','tao=0.4') grid on;xlabel('t(sec)'),ylabel('x(t)');0.050.10.150.21.522.533.544.55t(sec)x (t )0.050.10.150.200.10.20.30.40.50.60.7t(sec)x (t)二阶系统单位脉冲和单位阶跃响应clear all; t=[0:0.01:4]; wn=7;nG=[wn^2];kc=0.3;dG1=[1 2*kc*wn wn^2];G1=tf(nG ,dG1); kc=0.6;dG2=[1 2*kc*wn wn^2];G2=tf(nG ,dG2); kc=0.9;dG3=[1 2*kc*wn wn^2];G3=tf(nG ,dG3); [y1,T]=impulse(G1,t);[y1a,T]=step(G1,t); [y2,T]=impulse(G2,t);[y2a,T]=step(G2,t); [y3,T]=impulse(G3,t);[y3a,T]=step(G3,t); subplot(121),plot(T,y1,'--',T,y2,'-.',T,y3,'-') legend('kc=0.3','kc=0.6','kc=0.9'), xlabel('t(sec)'),ylabel('y(t)');grid on;subplot(122),plot(T,y1a,'--',T,y2a,'-.',T,y3a,'-') legend('kc=0.3','kc=0.6','kc=0.9'), grid on;xlabel('t(sec)'),ylabel('y(t)');1234-2-112345t(sec)y (t )123400.20.40.60.811.21.4t(sec)y (t )二阶系统正弦响应及响应 clear all;t=[0:0.01:14]; u=sin(0.3*pi*t); wn=7;nG=[wn^2];kc=0.9;dG=[1 2*kc*wn wn^2];G=tf(nG ,dG); y=lsim(G ,u,t);plot(t,u,'-.',t,y,'-',t,u'-y,'--','linewidth',1) legend('u(t)','y(t)','e(t)')grid;xlabel('t(sec)'),ylabel('y(t)');2468101214-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81t(sec)y (t )close all; %t=0:0.001:4; %yss=1;dta=0.02; % wn=7;nG=[wn^2];kc=0.3;dG1=[1 2*kc*wn wn^2];G1=tf(nG ,dG1); kc=0.6;dG2=[1 2*kc*wn wn^2];G2=tf(nG ,dG2); kc=0.9;dG3=[1 2*kc*wn wn^2];G3=tf(nG ,dG3); y1=step(G1,t);y2=step(G2,t);y3=step(G3,t); % kc=0.3;% 求上升时间trr=1;while y1(r)<yss;r=r+1;end tr1=(r-1)*0.001;%求峰值ymax 和峰值时间tp [ymax,tp]=max(y1); tp1=(tp-1)*0.001;%求超调量mpmp1=(ymax-yss)/yss;%求调整时间tss=4001;while y1(s)>1-dta & y1(s)<1+dta;s=s-1;end ts1=(s-1)*0.001;% kc=0.6;r=1;while y2(r)<yss;r=r+1;endtr2=(r-1)*0.001;[ymax,tp]=max(y2);tp2=(tp-1)*0.001;mp2=(ymax-yss)/yss;s=4001;while y2(s)>1-dta &y3(s)<1+dta;s=s-1;endts2=(s-1)*0.001;% % kc=0.9;r=1;while y3(r)<yss;r=r+1;endtr3=(r-1)*0.001;[ymax,tp]=max(y3);tp3=(tp-1)*0.001;mp3=(ymax-yss)/yss;s=4001;while y3(s)>1-dta & y3(s)<1+dta;s=s-1;end ts3=(s-1)*0.001;%输出数据[tr1 tp1 mp1 ts1;tr2 tp2 mp2 ts2;tr3 tp3 mp3 ts3]ans =0.2810 0.4700 0.3723 1.60400.3960 0.5610 0.0948 0.38100.8820 1.0300 0.0015 0.67102、实验分析内容：（1）分析时间常数对一阶系统时间响应的影响；（2）分析参数对二阶系统的时间响应的性能指标的影响；（3）分析系统稳定性与系统特征值的关系；（4）了解系统频率响应的特点。

2012《机械工程控制基础》实验报告

材料科学与工程系《机械控制工程基础》实验报告专业班级：姓名：学号：指导老师：评定成绩：教师评语：指导老师签名：2012年12月3日《机械工程控制基础》实验指导书实验一、时域特性的MATLAB计算机辅助设计分析一、传递函数的MATLAB 部分分式展开1.基本命令1)传递函数的表示方法：num=[]; den=[]。

或num=conv([],[]);den=conv （[],[]）。

2)部分分式展开命令：〔r,p.k 〕＝residue(num,den) 3）M 函数4)特别注意分号的使用2实验报告：对下列两个传递函数部分分式展开，并写出展开的过程和结果。

)2)(1(795)(23+++++=s s s ss s F对于该函数有num=[1 5 9 7];den=[1 3 2]; 命令[r,p,k] =residue(num,den)得到的结果r = -1 2 p = -2 -1 k =1 2 所以展开式为：)2)(1(795)(23+++++=s s s ss s F =31s 22s 12++++-）（)1(5432)(234+++++=s s s ss ss F对于该函数有num=[1 2 3 4 5];den=[1 1 0]; 命令[r,p,k] =residue(num,den) 得到的结果r =-35 p =-1 0 k =1 12 所以展开式为：)1(5432)(234+++++=s s s ss ss F =4s51s 32+++-二、时域响应曲线MATLAB 分析1.时域响应MATLAB 命令函数：impluse(num,den)；impluse(num,den,t) step(num,den)；step(num,den ，t) lsim(num,den,u,t)2.画图MATLAB 命令：plot()，hold on ，gtext3.实验报告：二阶系统的传递函数为：2222nn nw w sw ++ζ（其中7.0=ζ，s rad w n /10=）用MATLAB 写出所编程序，画出单位阶跃和单位脉冲响应曲线。

机械工程专业机械控制理论与技术实习报告

机械工程专业机械控制理论与技术实习报告一、实习目的和背景机械控制是机械工程专业中的重要课程之一，通过实习可以加深学生对机械控制理论与技术的理解，提高实践操作能力。

本次实习旨在让学生熟悉机械控制实验室的设备和工具，并锻炼学生解决实际问题的能力。

二、实习内容1. 实验一：PID控制算法应用本次实验的目的是通过使用PID控制算法，实现对温度或者速度等参数的控制。

我们在实验室的温控装置上进行了实验，通过调节PID 控制器的参数，逐渐接近所设定的目标温度。

通过本实验，掌握了PID控制算法在实际工程中的应用。

2. 实验二：PLC编程控制PLC（Programmable Logic Controller）是一种常用于工业控制的可编程逻辑控制器，可以实现复杂的控制任务。

本次实验中，我们使用了PLC编程软件来编写一个简单的控制程序，实现对传送带上物品的分拣功能。

通过这个实验，我们掌握了PLC编程的基本原理和使用方法。

3. 实验三：机器人控制系统实践机器人控制系统是现代智能制造中的重要组成部分，本次实验中，我们使用了一台简单的工业机器人。

通过编写控制程序，实现机器人的自动运动和抓取动作。

通过本次实验，我们了解了机器人控制系统的基本结构和工作原理。

4. 实验四：传感器与数据采集实践传感器在机械控制中起到重要的作用，可以实时采集各种参数。

本次实验中，我们学习了不同类型的传感器，并对数据进行采集和处理。

通过实验，我们了解了传感器的工作原理，以及如何使用传感器获取所需的数据。

三、实习总结与心得通过这次机械控制实习，我对机械控制的理论与技术有了更深刻的了解。

实践中，我掌握了PID控制算法的基本原理和调节方法，学会了使用PLC编程软件进行控制，了解了机器人控制系统的结构和工作原理，以及传感器的应用。

在实习过程中，我遇到了一些问题，但通过与同学和老师的交流，最终得到了解决。

实习让我更加深入地了解了机械控制这门学科，提高了我的动手实践能力。

机械工程专业自动控制实习报告

机械工程专业自动控制实习报告一、实习简介本次实习是机械工程专业的自动控制实习，旨在提供实际机械工程领域的控制技术实践机会。

通过实习，学生可以加深对自动控制理论的理解，并将其应用于实际工程项目中。

实习内容包括控制系统的设计、PLC编程、传感器应用等多个方面。

二、实习目标1. 理解自动控制的基本概念和原理；2. 学会使用PLC（可编程逻辑控制器）进行工业控制系统的设计与编程；3. 掌握传感器在自动控制系统中的应用；4. 培养团队协作和解决问题的能力。

三、实习内容及方法1. 自动控制概述在实习开始之前，我们首先学习了自动控制的基本概念和原理，包括反馈控制、前馈控制和PID控制等内容。

通过理论学习，我们对自动控制的作用和应用有了更深入的认识，为后续的实践做好铺垫。

2. PLC编程实践PLC是一种专门用于工业自动化控制的可编程控制器。

在实习中，我们使用了一款PLC软件进行编程操作。

通过学习PLC编程语言和逻辑图，我们可以实现对设备的自动控制，并进行模拟和实时调试。

这一部分的实习让我深刻体会到了自动化控制技术的实际应用价值。

3. 传感器应用实践传感器在自动控制系统中起着非常重要的作用，它们可以采集各种信号，并将其转化为电信号输出。

在实习中，我们学习了各种传感器的原理和应用场景，并通过实际操作来验证其性能。

通过与PLC的联合应用，我们能够更好地理解控制系统是如何通过传感器来感知和调节外部环境的。

4. 实际工程项目在实习的最后阶段，我们参与了一个实际的工程项目。

项目要求我们设计一个能够自动控制温度和湿度的恒温恒湿装置。

通过前期的学习和实践，我们已经具备了一定的能力来应对这个挑战。

在项目中，我们运用了所学的自动控制理论和技术，设计并搭建了相应的控制系统。

通过不断的调试和优化，我们最终实现了预定的温湿度控制目标。

四、实习总结通过这次自动控制实习，我对机械工程专业中的自动控制技术有了更深入的了解。

通过理论学习和实践操作，我不仅掌握了相关的控制理论和方法，还提高了自己的团队协作和解决问题的能力。

机械工程控制基础

机械工程控制基础实验报告学号：20071000206班号：07207501姓名：丁腾飞指导老师：王院生实验一：利用MATLAB 分析时间响应1、用MATLAB 求系统时间响应：课题：设系统的传递函数为： G(s)= 50)1(05.0502+++s s τ求该系统在时间常数不同取值时的单位脉冲响应，单位阶跃响应，和任意输入响应。

解答：令τ=0，τ=0.0125，τ=0.025，应用impulse 函数，可以得到系统单位脉冲响应，如图一；应用step 函数，同样可以得到系统单位阶跃响应，如图二。

图中tao即为τ。

MATLAB 程序如下，程序中tao 即为τ。

t=[0:0.01:0.8];nG=[50];tao=0;dG=[0.05 1+50*tao 50];G1=tf(nG,dG); 图一图二tao=0.0125;dG=[0.05 1+50*tao 50];G2=tf(nG,dG);tao=0.025;dG=[0.05 1+50*tao 50];G3=tf(nG,dG);[y1,T]=impulse(G1,t);[y1a,T]=step(G1,t);[y2,T]=impulse(G2,t);[y2a,T]=step(G2,t);[y3,T]=impulse(G3,t);[y3a,T]=step(G3,t);subplot(121),plot(T,y1,'--',T,y2,'-.',T,y3,'-')legend('tao=0','tao=0.0125','tao=0.025')xlabel('t(sec)'),ylabel('x(t)');grid on;subplot(122),plot(T,y1a,'--',T,y2a,'-.',T,y3a,'-')legend('tao=0','tao=0.0125','tao=0.025')grid on;xlabel('t(sec)'),ylabel('x(t)');对于任意输入，例如正弦输入作用下，应用lsim函数可求得τ=0.025时系统的时间响应及误差曲线，如图三。

机械工程控制基础实验

机械工程控制基础
实验报告
姓名：邓林
学号：20141289
班级：机制1403
实验一典型环节及其阶跃响应1、比例环节
G(s)=1
实验结果表明比例系数越大，信号跳跃的越明显
2、惯性环节
惯性环节的时间常数越大，系统达到稳定的时间就越长3、积分环节
G(s)=1/(0.5s+1)
G(s)=1/(s+1)
S前面的系数越小系统的斜率越大，增长的越快4、微分环节
13
5、比例微分环节
13
微分环节的前一部分输出信号为零，但会突然出现突变产生跳跃，后保持稳定6、比例积分环节
实验二二阶系统阶跃响应
二阶系统的过度过程具有单调上升的特性
当ξ<1时，二阶系统的单位阶跃响应函数的过渡过程为衰减振荡，并且随着阻尼ξ的减小，其震振特性表现得越加强烈，当ξ=0时达到等幅振荡。

在ξ=1和ξ>1时，二阶系统的过渡过程具有单调上升的特性。

从过渡过程的持续时间来看，在无振荡单调上升的曲线中，以ξ=1时的过渡时间最短。

实验三线性系统的稳定性及误差分析1、稳定性仿真实验
T=0.1，K=2
当T=0.1 K=1时，系统经过一段时间便可以达到稳定；当T=0.1 K=2时，系统输出图形如正弦函数，系统不能稳定在一个固定值；当T=0.1 K=3时，随着时间的变化系统越来越不稳定；当T=0.01 K=2时，系统开始存在不稳定信号，随着系统的运行逐渐趋于稳定，并最终稳定于某固定值
2、误差分析仿真实验
增大开环增益可以减小稳态误差，提高系统的型别也可以减小稳态误差。

浙师大机械控制工程基础实验报告资料

机械控制工程基础实验报告学院工学院职业技术教育学院班级机械设计制造及其自动化姓名XXX学号xxxxxxxx实验项目名称： Matlab语言基础实验《机械控制工程基础》实验报告之一一、实验目的和要求1、掌握Matlab软件使用的基本方法2、熟悉Matlab的数据表示、基本运算和程序控制语句3、熟悉Matlab绘图命令及基本绘图控制4、掌握Matlab软件求拉普拉斯变换与逆变换基本方法二、实验内容1) MATLAB工作环境平台Command图1 在英文Windows 平台上的MATLAB6.5 MATLAB工作平台①命令窗口（Command Window）命令窗口是对 MATLAB 进行操作的主要载体，默认的情况下，启动MATLAB 时就会打开命令窗口，显示形式如图 1 所示。

一般来说，MATLAB的所有函数和命令都可以在命令窗口中执行。

掌握 MALAB 命令行操作是走入 MATLAB 世界的第一步。

命令行操作实现了对程序设计而言简单而又重要的人机交互，通过对命令行操作，避免了编程序的麻烦，体现了MATLAB所特有的灵活性。

在运行MATLAB后，当命令窗口为活动窗口时，将出现一个光标，光标的左侧还出现提示符“>>”，表示MATLAB正在等待执行命令。

注意：每个命令行键入完后，都必须按回车键！当需要处理相当繁琐的计算时，可能在一行之内无法写完表达式，可以换行表示，此时需要使用续行符“…”否则 MATLAB 将只计算一行的值，而不理会该行是否已输入完毕。

使用续行符之后 MATLAB 会自动将前一行保留而不加以计算，并与下一行衔接，等待完整输入后再计算整个输入的结果。

在 MATLAB 命令行操作中，有一些键盘按键可以提供特殊而方便的编辑操作。

比如：“↑”可用于调出前一个命令行，“↓”可调出后一个命令行，避免了重新输入的麻烦。

当然下面即将讲到的历史窗口也具有此功能。

②历史窗口（Command History）历史命令窗口是 MATLAB6 新增添的一个用户界面窗口，默认设置下历史命令窗口会保留自安装时起所有命令的历史记录，并标明使用时间，以方便使用者的查询。

机械控制工程实验报告

试验一数学模型的Matlab 描述一、实验目的①掌握Malab 中数学模型的三种表现形式 ②掌握三种模型之间的转换方法③掌握复杂传递函数的求取方法④了解复杂系统表现形式及建模方法二、实验要求①在Matlab 中实现三种数学模型的描述②实现三种数学模型之间的转换③写出试验报告三、实验内容Matlab 中数学模型主要有三种形式: 传递函数分子/分母多项式、传递函数零极点增益模型和状态空间模型。

它们各有特点, 有时需要在各种模型之间进行转换。

（1）已知系统传递函数652272)(234+++++=s s s s s s G问题1:在Matlab 中表示出该模型。

问题2: 将其转换成零极点增益型。

（2）已知系统的传递函数2)1)(2()(++=s s s s G 问题1:在Matlab 中表示出该模型。

问题2: 将其转换成状态空间型。

3、已知连续系统∑（A, B, C, D ）的系数矩阵是：⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=400140002A ，⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=101B ， []011=C ，]0[=D问题1:在Matlab 中表示出该模型。

问题2: 将其转换成分子分母多项式型。

4.用Matlab 表示传递函数为)2)(356)(13()1(5)(2322++++++++=s s s s s s s s s G的系统试验二利用Matlab分析时间响应一、实验目的①掌握impulse函数、step函数和lsim函数的用法②掌握利用三种函数求解系统的时间响应③掌握Matlab中系统时域性能指标的求解方法④了解simulink中系统动态模型的建立方法二、实验要求①用impulse、step和lsim函数对线形连续系统的时间响应进行仿真计算。

②在对系统进行单位阶跃响应的基础上, 求取系统时域性能指标。

③写出试验报告。

三、实验内容（1）impulse函数、step函数和lsim函数的说明Impulse函数step函数lsim 函数（2）求系统二阶系统44.24)()()(2++==s s s R s C s φ的单位脉冲响应、单位阶跃响应、正弦（)2sin(t u π=）响应。

《机械工程控制基础》实验综述报告

技术改造—272—《机械工程控制基础》实验综述报告谷龙（安徽文达信息工程学院，安徽合肥 230000）1、引言《机械控制工程基础》强调基本概念和基本方法，注重方法论述的逻辑性和严谨性，同时在论述过程中根据工科学生的具体情况尽量避免高深的数学论证，紧密结合控制工程与机械工程实际，用机械与电气实例解释基本理论和基本方法，使其能很好地在数理知识和专业知识之间起到桥梁的作用。

随着国家经济形势的迅猛发展，安徽的经济也迎来了巨大的发展机遇，合肥，作为安徽省的省会城市，其优先得到的发展机会是不言而喻的。

2、机械工程控制基础的实验现状2.1国内高校的实验方法国内的一些高校从自身的办学定位出发，呈现出两种不同的实验方法：一是以清华大学、上海交大等为代表的国内著名理论研究型高校，其办学宗旨是培养高水平的理论创新型人才。

《机械工程控制基础》课程的教学也必须从传统的控制理论知识的讲述，转变到如何引导学生应用课堂上所学的相关控制理论的基础知识去解决机械工程中相关的控制工程问题，为此，必须建立与之相适应的实验教学体系。

二是以众多职业技术学院为代表的实际操作型学校，其办学宗旨是培养企业设备的操作工人，他们大多采用的是以提高学生的应用技能为目的的实验方法。

目的旨在培养学生的认知能力，为企业直接提供来之即用的产业工人。

2.2国外高校的实验方法实验教学是培养学生实践和科学素养的重要途径，所以实验室成为从事实验教学和科学研究的重要基地。

近年来，高校实验室建设规模和实验室的功能得到了不断加强，由此带来的实验室安全问题变得尤为突出。

2015 年12 月18 日，据人民网报道：“清华大学化学系何添楼一实验室发生火灾爆炸事故，造成一博士后实验人员当场死亡。

”此次实验室安全事故再一次敲响了实验室安全教育与管理的警钟。

为了保障实验室财产与实验人员的安全，高校应把实验教学安全规范与管理作为实验教学与科研工作的首要任务。

国外实验室安全规范与管理情况国外特别是西方发达国家，其高校对安全管理高度重视，每所高校都成立专门机构负责实验安全工作，机构内成员大多是专业技术人员。

机械工程控制基础matlab实验报告

实验一一阶系统及二阶系统时域特性MatLab仿真实验一．实验目的1.通过实验中的系统设计及理论分析方法，进一步理解自动控制系统的设计与分析方法。

2.熟悉仿真分析软件。

3.利用Matlab对一、二阶系统进行时域分析。

4.掌握一阶系统的时域特性，理解常数T对系统性能的影响。

5.掌握二阶系统的时域特性，理解二阶系统重要参数对系统性能的影响。

二．实验设备计算机和Matlab仿真软件。

三．实验内容1.一阶系统时域特性一阶系统G(s)=1，影响系统特性的参数是其时间常数T，T越大，系统的惯性越大，Ts+1系统响应越慢。

Matlab编程仿真T=0.4，1.2，2.0，2.8，3.6，4.4系统单位阶跃响应。

2.二阶系统时域特性a、二阶线性系统G(s)=16单位脉冲响应、单位阶跃响应、单位正弦输入响应的s2+4s+16Matlab仿真。

b、二阶线性系统36，当ξ为0.1，0.2，0.5，0.7，1.0，2.0时，完成单位阶跃响应s2+12ξs+36的Matlab仿真，分析ξ值对系统响应性能指标的影响。

四．实验要求1.进入机房，学生要严格遵守实验室规定。

2.学生独立完成上述实验，出现问题，教师引导学生独立分析和解决问题。

3.完成相关实验内容，记录程序，观察记录响应曲线，响应曲线及性能指标进行比较，进行实验分析4.分析系统的动态特性。

5.并撰写实验报告，按时提交实验报告。

五．Matlab编程仿真并进行实验分析1、一阶系统由图可知，一阶系统时间常数越大，图像图线越晚达到常值输出，即时间常数T影响系统参数，时间常数越大，系统的惯性越大，系统响应越慢。

2、二阶系统a.单位脉冲响应单位阶跃响应单位正弦输入G(s)=16，故可知无阻尼固有频率w n=4,阻尼比为0.5，故其为欠阻尼系统，二阶系统s2+4s+16的单位脉冲响应曲线和单位阶跃响应曲线的过渡过程都是衰减振荡曲线，而单位正弦输入响应曲线表明输出相对于输入出现了滞后。

工程机械控制技术专业实习报告

工程机械控制技术专业实习报告一、实习背景我所在的学校开设了工程机械控制技术专业，该专业主要培养学生掌握工程机械的电气控制技术、液压控制技术、自动控制技术等方面的知识和技能，以适应现代机械工程的发展需求。

为了更好地提高学生的实践能力，促进他们在毕业前能够熟练应用所学知识进行实际工作，学校组织了一次为期一个月的实习。

我所选择的实习单位是某机械设备制造企业，该企业主要生产挖掘机、装载机、推土机等大型工程机械设备。

在实习期间，我主要参与了该企业的电气控制系统的设计、调试和故障排除等工作。

二、实习内容1. 了解企业的生产流程和产品特点在实习开始之前，我首先参观了企业的生产车间，了解了挖掘机、装载机、推土机等工程机械设备的生产流程和各个环节的作用。

通过参观，我对这些设备的结构和工作原理有了初步的了解。

2. 参与电气控制系统的设计在实习期间，我有幸参与了一台挖掘机的电气控制系统的设计工作。

在师傅的指导下，我学习了如何进行电气线路的布置和连接，熟悉了挖掘机的各个电气元器件的使用方法。

3. 进行电气控制系统的调试在电气控制系统设计完成之后，我和师傅一起进行了调试工作。

我们首先对电气线路进行了检查，确保线路无误后，便开始进行各个电气元器件的检测和调试。

通过不断地调试和修改，最终使挖掘机的电气控制系统能够正常运行。

4. 参与故障排除工作在实际工作中，机械设备很容易出现各种故障，这就需要工程技术人员快速解决问题。

在实习期间，我也遇到了一些故障情况，例如挖掘机的电动油泵无法正常工作等。

在师傅的指导下，我学习了如何快速定位故障点，并进行相应的修复工作。

三、实习收获通过这次实习，我不仅学习了大量的理论知识，更重要的是通过实践锻炼了自己的实际操作能力。

在实际工作中，我学会了如何与同事合作，如何根据工作需求合理分配时间和精力，如何在紧张的工作环境下保持冷静和清晰的思维。

此外，通过实习，我也对工程机械控制技术有了更深入的理解。

我深刻认识到电气控制系统对一个机械设备的重要性，只有掌握了这些技术，才能更好地解决设备故障，提高设备的性能和可靠性。

机械工程专业机械控制实习报告

机械工程专业机械控制实习报告一、实习概述本次实习是机械工程专业的机械控制实习，旨在通过实践操作和实地训练，培养学生对于机械控制原理和方法的理解与应用能力。

实习内容主要包括机械控制系统的组成和工作原理、传感器的应用、控制算法的设计与调试等方面。

二、实习目标1.了解机械控制系统的基本组成和工作原理；2.掌握控制系统中常用的传感器及其应用方法；3.学习控制算法的设计与调试；4.培养实际操作和问题解决能力。

三、实习内容1. 机械控制系统的组成和工作原理机械控制系统是现代机械工程中的关键技术之一，它由控制器、执行器和传感器三部分组成。

实习课程首先介绍了控制系统的基本概念和组成，然后通过实际案例分析，讲解了控制系统工作原理的基本原理和方法。

2. 传感器的应用传感器在机械控制系统中起到了关键的作用，它能够将各种物理量转换为电信号，并将信号传递给控制器进行处理。

在实习过程中，我们学习了各种传感器的工作原理和应用方法，如温度传感器、压力传感器、位移传感器等。

3. 控制算法的设计与调试控制算法是实现机械控制的核心，它能够将传感器采集到的信号进行处理，并通过控制器对执行器进行控制。

在实习过程中，我们学习了控制算法的基本原理和设计方法，并使用软件仿真工具进行实验验证和调试。

四、实习成果1. 理论知识的掌握通过实习，我对机械控制系统的组成和工作原理有了更深入的了解，掌握了传感器的应用方法和控制算法的设计与调试技巧。

2. 实际操作能力的提升在实习课程中，我们进行了大量的实际操作和实验验证，通过亲自动手操作，提高了我们的实际操作能力和问题解决能力。

3. 团队协作与沟通能力的培养在实习过程中，我们需要与同学们进行合作，共同完成实验和项目，通过与他人的合作，培养了我们的团队协作和沟通能力。

五、实习心得通过这次机械工程专业的机械控制实习，我不仅掌握了机械控制系统的基本原理和方法，还提高了自己的实际操作能力和问题解决能力。

在实习过程中，我深刻体会到理论与实践相结合的重要性，只有通过实际操作和实验验证才能真正理解和掌握知识。

机械工程控制理论基础实验报告附小结与心得

《机械控制理论基础》——实验报告班级：学号：姓名：目录实验内容实验一一阶环节的阶跃响应及时间参数的影响P3 实验二二阶环节的阶跃响应及时间参数的影响P9 实验三典型环节的频率特性实验P15 实验四机电控制系统的校正P20 实验心得…………………………………………P23实验一一阶环节的阶跃响应及时间参数的影响● 实验目的通过实验加深理解如何将一个复杂的机电系统传递函数看做由一些典型环节组合而成，并且使用运算放大器来实现各典型环节，用模拟电路来替代机电系统，理解时间响应、阶跃响应函数的概念以及时间响应的组成，掌握时域分析基本方法。

● 实验原理使用教学模拟机上的运算放大器，分别搭接一阶环节，改变时间常数T ，记录下两次不同时间常数T 的阶跃响应曲线，进行比较（可参考下图：典型一阶系统的单位阶跃响应曲线）。

典型一阶环节的传递函数：G （S ）=K （1+1/TS ）其中： RC T = 12/R R K =典型一阶环节的单位阶跃响应曲线：● 实验方法与步骤1）启动计算机，在桌面双击“Cybernation_A.exe ”图标运行软件，阅览使用指南。

2）检查USB 线是否连接好，电路的输入U1接A/D 、D/A 卡的DA1输出，电路的输出U2接A/D 、D/A 卡的AD1输入。

检查无误后接通电源。

3）在实验项目下拉框中选中本次实验，点击按钮，参数设置要与实验系统参数一致，设置好参数按确定按钮，此时如无警告对话框出现表示通信正常，如出现警告表示通信不正常，找出原因使通信正常后才可继续进行实验。

● 实验内容1、选择一阶惯性环节进行实验操作由于一阶惯性环节更具有典型性，进行实验时效果更加明显。

惯性环节的传递函数及其模拟电路与实验曲线如图1-1： G （S ）= - K/TS+1RC T = 12/R R K =2、（1）按照电子电路原理图，进行电路搭建，并进行调试，得到默认实验曲线图1-2图1-2（2）设定参数：方波响应曲线（K=1 ；T=0.1s ）、（K=2；T=1s ），R1=100k Ω 3、改变系统参数T 、K （至少二次），观察系统时间响应曲线的变化。

机械控制工程实验报告

《机械控制工程》实验报告学院：机械与汽车工程学院专业：机械设计制造及其自动化学号：____________________姓名：____________________得分：____________________指导：____________________日期：____________________合肥工业大学机械与汽车工程学院机械电子工程系实验一典型环节的模拟研究一、实验目的1、掌握各典型环节模拟电路的构成方法、传递函数表达式及输出时域函数表达式。

2、观察和分析各典型环节的阶跃响应曲线，了解各项电路参数对典型环节动态特性的影响。

二、实验原理三、实验步骤选用虚拟示波器，运行LABACT程序，选择自动控制菜单下的线性系统的时域分析下的典型环节的模拟研究实验项目，再选择开始实验，就会弹出虚拟示波器的界面，点击开始即可使用本实验机配套的虚拟示波器（B3）单元的CH1测孔测量波形。

1)．观察比例环节的阶跃响应曲线2)．观察惯性环节的阶跃响应曲线3)．观察积分环节的阶跃响应曲线4)．观察比例积分环节的阶跃响应曲线5)．观察比例微分环节的阶跃响应曲线6)．观察PID（比例积分微分）环节的响应曲线具体用法参见实验指导书第二章虚拟示波器部分。

四、实验曲线及结果分析1)比例环节2)惯性环节3)积分环节4)比例积分环节5)比例微分环节6)PID （比例积分微分）环节实验二二阶系统瞬态响应和稳定性分析一、实验目的1. 掌握典型二阶系统模拟电路的构成方法，Ⅰ型二阶闭环系统的传递函数标准式。

2. 研究二阶闭环系统的结构参数--无阻尼振荡频率ωn, 阻尼比ξ对过渡过程的影响。

3. 掌握欠阻尼二阶闭环系统在阶跃信号输入时的动态性能指标Mp 、t p 、t s 的计算。

4. 观察和分析典型二阶闭环系统在欠阻尼，临界阻尼，过阻尼的瞬态响应曲线，欠阻尼二阶闭环系统中的结构参数--自然频率（无阻尼振荡频率）ωn, 阻尼比ξ对瞬态响应的影响。

机械工程专业自动化控制实习报告

机械工程专业自动化控制实习报告实习概述在这段时间里，我有幸参加了机械工程专业的自动化控制实习课程，对自动化控制技术有了更深入的了解和实践。

通过实习，我学习了控制系统的基本原理和实际运用，提高了自己的实际操作能力，也丰富了自己的实践经验。

实习地点和时间我所参加的实习位于本校机械工程实验室，实习时间为XX年XX月至XX年XX月。

实习目标和任务本次实习的主要目标是让我们学习自动化控制系统的各个组成部分和工作原理，培养我们的实际操作能力。

在实习过程中，我们的任务主要包括以下几个方面：1. 熟悉和掌握PID控制算法的原理和应用。

2. 学习运用PLC编程软件进行逻辑控制。

3. 掌握传感器的基本原理和应用。

4. 学习使用工程图纸进行装配和调试。

实习过程及收获在实习的开始阶段，我们首先进行了理论学习，通过授课和教材学习了自动化控制系统的基本知识和原理。

我们深入了解了PID控制算法的原理，学习了PLC编程软件的使用方法，并且掌握了传感器的基本原理和应用。

随后，我们进行了实际操作练习。

我们使用软件编写了一个简单的PID控制算法，对一个温度控制系统进行了模拟控制。

通过调试和实验，我们了解了各个参数对系统响应的影响，增强了我们对控制算法的理解。

之后，我们进行了一个与流水线小车相关的实验。

我们使用PLC编程软件进行逻辑控制，实现了小车在流水线上的运动和停止。

这个实验让我们更加熟悉PLC编程和逻辑控制的方法，也提高了我们的实际操作能力。

另外，在实习过程中，我们还学习了如何使用传感器进行检测和反馈控制。

通过实际场景的模拟，我们成功地实现了一个基于传感器的自动控制系统。

这个实验让我们对传感器的工作原理有了更深入的认识，并且掌握了传感器的安装和调试方法。

最后，我们进行了一个装配和调试的实践任务。

根据给定的工程图纸，我们完成了一个小型机械装置的装配和调试工作。

通过这个任务，我们熟悉了工程图纸的阅读和理解，掌握了装配和调试的基本技能。

《机械工程控制基础》Matlab仿真实验报告单(实验三)

红河学院工学院实验报告单《机械工程控制基础》Matlab仿真实验报告单课程名称：《机械工程控制基础》实验姓名：日期：成绩：年级专业：2011级机械工程学号：实验场地：任美福楼222实验三：二阶线性系统时域性能指标的Matlab仿真实验一、实验内容。

1、二阶线性系统2424s s++单位阶跃响应的时域性能指标。

2、二阶线性系统236 1236s sξ++，当0.1,0.4,0.7,1,2,3ξ=时，单位阶跃响应的Matlab仿真。

3、二阶线性系统222nn ns sωωω++，当0.5,1,1.5,3,5,10nω=时，单位阶跃响应的Matlab仿真。

二、实验目的。

1、熟悉Matlab操作；2、常握Matlab中二阶线性系统的时域性能指标的求法。

3、常握Matlab中二阶线性系统无阻屁固有频率不变，阻尼比变化时对单位阶跃响应的影响，以及阻尼比不变时，无阻尼固有频率变化时对单位阶跃响应的影响。

三、相关Matlab仿真程序与仿真图形。

四、根据实验结果，讨论：（1）当二阶线性系统无阻尼固有频率不变时，阻尼ω比ξ对调节时间的影响；（2）当二阶线性系统阻尼比不变时，无阻尼固有频率n 对调节时间的影响；附件：程序1 二阶线性系统2848s s ++单位阶跃响应的时域性能指标。

clearnum=[8];den=[1 4 8];disp('二阶系统传递函数') %运行结果显示“二阶系统传递函数”这样的字样。

disp是一命令。

Gs=tf(num,den)disp('无阻尼固有频率与阻尼比')[Wn Xita ]=damp(Gs) %damp 是一个命令，用于求取传递函数的无阻尼固有频率、阻尼比、极点。

Wn 是一变量符号，表示无阻尼固有频率n ω，Xita 一变量符号，表示阻尼比ξ。

Wn=Wn(1) %取无阻尼固有频率。

Xita= Xita(1) %取阻尼比disp('二阶系统性能指标如下')tr=(pi-atan(sqrt(1-Xita^2)/ Xita))/Wn/sqrt(1-Xita^2) %上升时间tp=pi/Wn/sqrt(1-Xita^2) %峰值时间ts= 3.5/Xita/Wn %调整时间Mp= exp(-pi*Xita/sqrt(1-Xita^2))*100 %最大超调量程序2 二阶线性系统2641664s s ξ++，当0.1,0.2,0.4,0.7,1.0,2.0ξ=时，单位阶跃响应的Matlab 仿真。

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