2018年自控原理实验报告 修改-范文模板 (18页)
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自控原理实验报告修改
实验报告
课程自动控制原理实验报告专业学号
指导教师姓名
一、实验目的
1．熟悉MATLAB桌面和命令窗口，初步了解SIMULINK功能模块的使用方法。
2．通过观察典型环节在单位阶跃信号作用下的动态特性，加深对各典型环节响应曲线的理解。
3．定性了解各参数变化对典型环节动态特性的影响。
二、实验内容
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{ EMBED Equation.3 |G1(s)?1和；
② 惯性环节和
③ 积分环节
④ 微分环节
⑤ 比例+微分环节（PD）和
⑥ 比例+积分环节（PI）和
三、实验结果及分析
实验过程
① 比例环节
相应的SIMULINK仿真模型及其单位阶跃响应波形如图所示。相应的SIMULINK仿真模型及其单位阶跃响应波形如图所示。
分析知：
1、比例环节是一条平行于实轴的直线。
2、比例系数越大，越远离实轴。
② 惯性环节
相应的SIMULINK仿真模型及其单位阶跃响应波形如图所示。
相应的SIMULINK仿真模型及其单位阶跃响应波形如图所示。
分析知：
惯性环节s因子系数越小，系统越快速趋于稳定。
③ 积分环节
相应的SIMULINK仿真模型及其单位阶跃响应波形如图所示。
④ 微分环节
相应的SIMULINK仿真模型及其单位阶跃响应波形如图所示。
分析知：
积分环节先趋于稳定，后开始开始不稳定。
微分环节开始稳定中间突变而后又趋于稳定。
⑤ 比例+微分环节（PD）
相应的SIMULINK仿真模型及其单位阶跃响应波形如图所示
。
相应的SIMULINK仿真模型及其单位阶跃响应波形如图所示
。
分析知：
比例+微分环节中，s因子系数决定从稳定到中间突变又趋于稳定时间的大小，而比例系数决定稳定程度的大小，比值越大越远离实轴。
⑥ 比例+积分环节（PI）
相应的SIMULINK仿真模型及其单位阶跃响应波形如图所示。
相应的SIMULINK仿真模型及其单位阶跃响应波形如图所示
。
分析知：
比例+积分环节中，s因子的系数决定稳定的程度，s因子系数越大发散越快。
四、实验心得与体会
1．熟悉MATLAB桌面和命令窗口，初步了解SIMULINK功能模块的使用方法。
MATLAB中SIMULINK是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包。利用SIMULINK功能模块可以快速的建立控制系统的模型，进行仿真和调试。
2．通过观察典型环节在单位阶跃信号作用下的动态特性，加深了对各典型环节响应曲线的理解。
3．定性了解了各参数变化对典型环节动态特性的影响。
一、实验目的
1．熟练掌握step( )函数和impulse( )函数的使用方法，研究线性系统在单位阶跃、单位脉冲及单位斜坡函数作用下的响应。
2．通过响应曲线观测特征参量和对二阶系统性能的影响。
3．熟练掌握系统的稳定性的判断方法。
二、实验内容
1．观察函数step( )和impulse( )的调用格式，假设系统的传递函数模型为
可以用几种方法绘制出系统的阶跃响应曲线？试分别绘制。
2．对典型二阶系统
1）分别绘出，分别取0,0.25,0.5,1.0和2.0时的单位阶跃响应曲线，分析参数对系统的影响，并计算=0.25时的时域性能指标。
2）绘制出当=0.25, 分别取1,2,4,6时单位阶跃响应曲线，分析参数对系统的影响。
3．系统的特征方程式为，试用三种判稳方式判别该系统的稳定性。
4．单位负反馈系统的开环模型为
试用劳斯稳定判据判断系统的稳定性，并求出使得闭环系统稳定的K值范围。
三、实验结果及分析
1、观察函数step( )和impulse( )的调用格式，假设系统的传递函数模型
为
可以用3种方法绘制出系统的阶
跃响应曲线.绘制如下。
1向MATLAB输入
下列给出阶跃响应命令，
可以得到阶跃响应曲线如图所
示。
num=[1 3 7];
den=[1 4 6 4 1];
step(num,den)
grid
xlabel('t/s'),ylabel('c(t)')
title('1.1 G(s)')
2向MATLAB输入
下列给出阶跃响应命令，
可以得到阶跃响应曲线如图所示。
num=[1 3 7 0];
den=[1 4 6 4 1];
impulse(num,den)
grid
title('1.2 G(s)
3向MATLAB输入
下列给出阶跃响应命令，
可以得到阶跃响应曲线如图所示。
num=[1 3 7 0];
den=[1 4 6 4 1 0];
impulse(num,den)
grid
title('1.3 G(s
2、1）分别绘出，分别取0,0.25,0.5,1.0和2.0时的单位阶跃响应曲线，分析参数对系统的影响，并计算=0.25时的时域性能指标。
向MATLAB输入下列命令，可以得到
曲线如图所示。
num=[0 0 4]; den1=[1 0
4];
den2=[1 1 4];