武汉工程大学 控制工程实验报告
控制工程基础仿真实验报告
本科生课程论文控制工程基础仿真实验报告实验一一阶系统的单位阶跃响应一、实验目的1、学会使用ATLABM编程绘制控制系统的单位阶跃响应曲线；2、掌握准确读取动态特征指标的方法；3、研究时间常数T对系统性能的影响；4、掌握一阶系统11Ts+时间响应分析的一般方法；5、通过仿真实验，直观了解各典型环节的时间响应和频率响应，巩固课程中所学的基本概念和基本原理；二、实验要求1、输入3个不同的时间常数T，观察一阶系统11Ts+的单位阶跃响应曲线的变化，绘制响应曲线图，并分析时间常数T对系统性能的影响。
2、若通过实验已测得一阶系统11Ts+的单位阶跃响应曲线，试说明如何通过该曲线确定系统的时间常数T。
三、实验内容（一）实验设备计算机；WINDOWS操作系统，并安装Matlab语言编程环境。
（二）实验原理通过对各种典型环节的仿真实验，可以直观的看到各种环节的时间响应和频率响应的图像。
通过对所得图像的分析可以得出各种参数如何影响系统的性能。
四、实验过程在Matlab平台对一阶系统11Ts+的单位阶跃响应进行仿真。
（1）输入3个不同的时间常数T，观察一阶系统单位阶跃响应曲线的变化，绘制响应曲线图，并分析时间常数T对系统性能的影响。
在Matlab中进行操作，其代码如下：1.num=1;2.den=[11];3.g=tf(num,den)4.5.g =6.7.18. -----9. s + 110.11.Continuous-time transfer function.12.13.>> step(g)14.hold on15.>> step(tf(1,[21]))16.>> step(tf(1,[41]))17.>> legend('T=1','T=2','T=4');（2）对于已测得的一阶系统的单位阶跃响应曲线，分析通过该曲线确定系统的时间常数T的方法。
控制工程实验报告
控制工程实验报告1. 引言控制工程是一门研究如何通过设计和操作系统来达到预期目标的学科。
实验是控制工程学习过程中重要的一部分，通过实验可以加深对控制理论的理解，提高实际操作能力。
本实验报告旨在总结和分析在进行控制工程实验时所遇到的问题和解决方法。
2. 实验背景本次实验旨在研究单输入单输出（SISO）的控制系统。
通过建模、设计和实施控制器，我们将探讨如何使系统达到期望的性能指标。
在实验过程中，我们使用了控制工程中常用的方法和工具，如PID控制器、校正方法和稳定性分析等。
3. 实验目标本实验的主要目标是设计一个PID控制器来控制一个特定的系统，使其满足给定的性能要求。
具体目标如下： - 理解PID控制器的原理和工作方式； - 利用实验数据建立系统的数学模型； - 利用系统模型设计优化的PID控制器； - 分析和评估实验结果，判断控制系统的稳定性和性能。
4. 实验过程实验分为以下几个步骤： ### 4.1 建立系统模型首先，我们需要对所控制的系统进行建模。
使用传感器收集系统的输入和输出数据，并通过系统辨识方法分析这些数据，得到系统的数学模型。
常用的辨识方法包括最小二乘法和频域分析法。
4.2 设计PID控制器基于系统模型的分析，我们可以设计PID控制器。
通过调整PID控制器的参数，如比例增益、积分时间常数和微分时间常数，我们可以优化控制系统的性能。
4.3 实施控制器将设计好的PID控制器实施到实际系统中。
在实验中，我们需要将传感器和控制器与被控对象连接，并配置合适的控制策略。
4.4 性能评估通过收集系统的输入和输出数据，并利用系统模型进行仿真和分析，我们可以评估控制系统的性能。
常见的评估指标包括超调量、上升时间和稳态误差等。
5. 实验结果与分析根据实验数据和分析结果，我们得到了以下结论： - PID控制器可以有效地控制被控对象，使其稳定在期望值附近； - 通过适当调整PID控制器的参数，我们可以优化控制系统的性能； - 预测模型与实际系统存在一定差异，可能需要进一步改进和校正。
控制工程实验报告
《控制工程基础》实验任务实验一 系统时域响应分析1. 实验目的本实验的主要目的是：通过实验使学生进一步理解系统参数对时域响应的影响，理解系统参数与时域性能指标之间的关系，同时了解系统稳定性的充要条件。
本实验的内容覆盖了教材第3、4、5章的内容。
2. 实验内容完成一阶、二阶系统在典型输入信号作用下的响应，求取二阶系统的性能指标，记录试验结果并对此进行分析。
3. 实验要求要求掌握应用MATLAB 软件的相应功能，实现一阶、二阶系统在典型输入信号（包括单位脉冲信号、单位阶跃信号、单位斜坡信号、正弦信号等）作用下的响应；记录实验结果并对结果进行分析，要求用实验结果来分析系统特征参数对系统时间响应的影响。
4. 实验地点工字楼127。
5. 实验过程一、系统的传递函数及其MATLAB 表达 (1)一阶系统 传递函数为：1)(+=Ts Ks G 传递函数的MATLAB 表达： num=[k]；den=[T,1]；G(s)=tf(num,den) (2)二阶系统 传递函数为：2222)(nn n w s w s w s G ++=ξ传递函数的MATLAB 表达： num=[wn^2]；den=[1，2*s* wn ，wn^2]；G(s)=tf(num,den) （3）任意的高阶系统传递函数为：nn n n m m m m a s a s a s a b s b s b s b s G ++++++++=----11101110)(传递函数的MATLAB 表达：num=[m m b b b b ,,,110- ]；den=[n n a a a a ,,,110- ]；G(s)=tf(num,den) 若传递函数表示为：)())(()())(()(1010n m p s p s p s z s z s z s Ks G ------=则传递函数的MATLAB 表达：z=[m z z z ,,,10 ]；p=[n p p p ,,,10 ]；K=[K]；G(s)=zpk(z,p,k) 二、 各种时间输入信号响应的表达 （1）单位脉冲信号响应：[y,x]=impulse(sys,t) （2）单位阶跃信号响应：[y,x]=step(sys,t) （3）任意输入信号响应：[y,x]=lsim(sys,u,t)其中，y 为输出响应，x 为状态响应（可选）；sys 为建立的模型；t 为仿真时间区段（可选）,u 为给定输入信号（列向量）。
武汉工程大学实验报告3
武汉工程大学实验报告专业 班号 组别 指导教师 姓名 同组者 实验名称 实验日期 第 次实验 一、实验目的1. 熟悉MATLAB 用于控制系统中的一些基本编程语句和格式。
2. 利用MATLAB 语句绘制系统的根轨迹。
3. 掌握用根轨迹分析系统性能的图解方法。
掌握系统参数变化对特征根位置的影响。
二、实验内容1．请绘制下面系统的根轨迹曲线)136)(22()(22++++=s s s s s Ks G )10)(10012)(1()12()(2+++++=s s s s s K s G 2(0.051)()(0.07141)(0.0120.11)K s G s s s s s +=+++同时得出在单位阶跃负反馈下使得闭环系统稳定的K 值的范围。
2. 在系统设计工具rltool 界面中，通过添加零点和极点方法，试凑出上述系统，并观察增加极、零点对系统的影响。
三、实验结果及分析（1）)136)(22()(22++++=s s s s s Ks G 指令：num=[0 1];den=[1 8 27 38 26 0]; rlocus (num,den)gridxlabel('Real Axis'),ylabel('Imaginary Axis') title('Root Locus')-12-10-8-6-4-2246-10-8-6-4-202468100.160.30.460.60.720.840.920.980.160.30.460.60.720.840.920.9824681012Root LocusReal AxisI m a g i n a r y A x i sk =22.7553结论；当0<K<22.7553是系统是稳定的 （2）)10)(10012)(1()12()(2+++++=s s s s s K s G指令：num=[1 12]; den=[1 23 242 1220 1000]; rlocus (num,den) gridxlabel('Real Axis'),ylabel('Imaginary Axis') title('Root Locus')-60-50-40-30-20-10102030-50-40-30-20-10010203040500.840.920.980.160.30.460.60.720.840.920.981020304050600.160.30.460.60.72Root LocusReal AxisI m a g i n a r y A x i sk =1.0652e+003结论：当0<k<1.0652e+003是系统稳定 （3）2(0.051)()(0.07141)(0.0120.11)K s G s s s s s +=+++指令：num=[0.05 1];den=[0.0008568 0.01914 0.1714 1 0]; rlocus (num,den) gridxlabel('Real Axis'),ylabel('Imaginary Axis') title('Root Locus')-60-50-40-30-20-10010203040-60-40-2002040600.140.280.420.560.70.820.910.9751020304050601020304050600.140.280.420.560.70.820.910.975Root LocusReal AxisI m a g i n a r y A x i sk = 7.3546结论：当0<K<7.3546时系统稳定2. 观察增加极、零点对系统的影响：（1）通过添加零、极点凑系统)136)(22()(22++++=s s s s s Ks G ：第一步，添加零极点第二步，添加共轭极点-1+j1和-1-j1得到G(s)=1/[s(s 2+2s+2)]第三步，添加共轭极点-3+j2和-3-j2得到G(s)=1/[s(s 2+2s+2)( s 2+6s+13)]，凑成系统)10)(10012)(1()12()(2+++++=s s s s s K s G（2）通过添加零、极点凑系统)10)(10012)(1()12()(2+++++=s s s s s K s G按上述步骤完成根轨迹绘制（3）通过添加零、极点凑系统)11.0012.0)(10714.0()105.0()(2++++=s s s s K s G（4）结论：由图知，若添加的合理，会使系统的稳态误差减小，同时若添加的不合理，反倒会使系统不稳定；给系统添加开环零点，可使原来不稳定的系统变成稳定的系统。
工程控制实训报告总结范文
一、实习背景随着我国建筑行业的蓬勃发展，工程控制技术在工程建设中的重要性日益凸显。
为了提高我们的专业技能和实际操作能力，学校组织了本次工程控制实训。
通过本次实训，我们不仅对工程控制有了更深入的了解，而且锻炼了我们的实践操作能力，为今后从事相关工作打下了坚实的基础。
二、实习目的1. 理解工程控制的基本概念、原理和方法。
2. 掌握工程控制设备的操作和维护方法。
3. 学会运用工程控制技术解决实际问题。
4. 提高团队协作能力和沟通能力。
三、实习内容本次实习主要包括以下内容：1. 工程控制基础知识学习：包括工程控制的基本概念、原理、方法及其在建筑行业中的应用。
2. 工程控制设备操作：学习使用工程控制设备，如自动控制仪表、传感器、执行器等。
3. 工程控制系统搭建：通过搭建简单的工程控制系统，加深对工程控制原理的理解。
4. 工程控制项目实践：参与实际工程控制项目，如建筑设备监控系统、能源管理系统等。
5. 工程控制故障排查与维护：学习如何对工程控制系统进行故障排查和维护。
四、实习过程1. 基础理论学习：通过查阅资料、参加讲座等方式，我们对工程控制的基本概念、原理和方法有了初步了解。
2. 实践操作训练：在实验室进行工程控制设备操作训练，掌握了各种设备的操作方法。
3. 工程控制系统搭建：在老师的指导下，我们搭建了简单的工程控制系统，验证了所学知识。
4. 工程控制项目实践：我们参与了实际工程控制项目，如建筑设备监控系统、能源管理系统等，积累了丰富的实践经验。
5. 工程控制故障排查与维护：在项目实践中，我们学会了如何对工程控制系统进行故障排查和维护。
五、实习收获1. 理论知识方面：我们对工程控制的基本概念、原理和方法有了更深入的理解，为今后从事相关工作打下了坚实的基础。
2. 实践能力方面：通过实际操作训练和项目实践，我们掌握了工程控制设备的操作、工程控制系统的搭建、故障排查与维护等技能。
3. 团队协作能力：在实习过程中，我们学会了与他人合作，共同完成任务，提高了团队协作能力。
控制工程实验报告
图2-4 =1时的阶跃响应曲线
（3）当K 0.625时， 1，系统工作在过阻尼状态，它的单位阶跃响应 曲线和临界阻尼时的单位阶跃响应一样为单调的指数上升曲线，但后者 的上升速度比前者缓慢。
四、实验内容与步骤
1、根据图2-2，调节相应的参数，使系统的开环传递函数为： 将调节后的电路图画出，并标出所选各元器件的参数值。
四、实验内容与步骤
1、分别画出比例、惯性、积分、比例微分环节的电子电路； 2、熟悉实验设备并在实验设备上分别联接各种典型环节； 3、按照给定的实验参数，利用实验设备完成各种典型环节的阶跃特性 测试，观察并记录其单位阶跃响应波形。
五、实验报告
1、画出四种典型环节的实验电路图，并标明相应的参数； 2、画出各典型环节的单位阶跃响应波形，并分析参数对响应曲线的影
4、各种长度联接导线。
三、实验原理
图2-1为二阶系统的原理方框图，图2-2为其模拟电路图，它是由惯
性环节、积分环节和比例环节组成，图中K=R2/R1， T2=R3C2。
T1=R2C1，
图2-1 二阶系统原理框图
图2-2 二阶系统的模拟电路
由图2-2求得二阶系统的闭环传递函
（2-1） 而二阶系统的标准传递函数为：
一、实验目的
1、 熟悉二阶模拟系统的组成；
2、 研究二阶系统分别工作在=1， 0< <1， 和 1三种状态下的单
位阶跃响应；
3、 分析增益K对二阶系统单位阶跃响应的超调量P、峰值时间tp
和调整时间ts。
二、实验仪器设备
1、控制理论电子模拟实验箱一台；
2、超低频慢扫描数字存储示波器一台；
3、数字万用表一只；
对比式(2-1)和式（2-2）得 。调节开环增益K值，不仅能改变系统无阻尼自然振荡频率ωn和的
控制工程基础实验报告
控制工程基础实验报告控制工程基础实验报告引言：控制工程是一门涉及自动化、电子、计算机等多个学科的交叉学科，其实验是培养学生动手能力和实践能力的重要环节。
本篇文章将以控制工程基础实验为主题，探讨实验的目的、过程和结果等方面。
实验目的：控制工程基础实验的目的是让学生通过实践了解控制系统的基本原理和方法，培养其分析和解决问题的能力。
通过实验，学生可以掌握闭环控制系统的设计与调试技巧，加深对控制理论的理解。
实验内容：本次实验的内容是设计一个简单的温度控制系统。
系统由温度传感器、控制器和加热器组成。
温度传感器采集环境温度，控制器根据设定的温度值来控制加热器的工作状态，以维持温度在设定值附近。
实验步骤：1. 搭建实验平台：将温度传感器、控制器和加热器按照实验要求连接起来，确保电路正常工作。
2. 设计控制算法：根据控制系统的要求，设计合适的控制算法。
可以采用比例控制、积分控制或者PID控制等方法。
3. 参数调试：根据实验平台和控制算法的特点，调试控制器的参数，使系统能够快速、稳定地响应设定值的变化。
4. 实验数据采集：通过实验平台上的数据采集器，记录系统的输入和输出数据，以便后续分析和评估。
实验结果：经过实验，我们得到了一组温度控制系统的数据。
通过对这些数据的分析，我们可以评估系统的控制性能和稳定性。
在实验中，我们使用PID控制算法，经过参数调试，得到了较好的控制效果。
系统能够在设定值附近稳定工作，并且对设定值的变化能够快速响应。
实验总结：通过这次实验，我们深入了解了控制工程的基本原理和方法。
实践中遇到的问题和挑战，锻炼了我们的动手能力和解决问题的能力。
实验结果表明，合适的控制算法和参数调试是实现良好控制效果的关键。
控制工程实验的重要性不言而喻，它不仅是理论学习的延伸，更是培养学生实践能力的重要途径。
结语：控制工程基础实验是掌握控制工程理论和方法的重要环节。
通过实践，学生能够更好地理解和应用所学知识，提高解决实际问题的能力。
控制工程专业实习总结3篇
控制工程专业实习总结控制工程专业实习总结精选3篇（一）我是一个控制工程专业的学生，在实习期间，我有幸在一家工程公司进行了为期三个月的实习。
在这段时间里，我学到了许多关于控制工程实践的知识和经验。
首先，我学会了如何使用各种控制工程软件和设备。
在实习期间，我接触到了许多种不同的控制系统，包括PLC和DCS等。
我学习了如何使用这些系统来监控和控制各种工艺参数。
我也学会了如何编写控制程序和配置控制器。
这些经验对我今后的学习和工作都将非常有用。
其次，我参与了一些实际的工程项目。
在实习期间，我被分配到一个由几个工程师组成的小组中。
我参与了项目的设计、施工和测试等各个阶段。
通过这些实际的项目，我学会了如何与团队合作，并且了解了工程项目的整个流程。
这对我以后的工作和学习都非常有帮助。
最后，我还参观了一些大型工程项目。
在实习期间，我的导师带领我参观了一些工程项目现场。
通过这些参观，我更加深入地了解了控制工程在实践中的应用。
我了解了控制工程在各个行业中的重要性，以及控制工程师在工程项目中所面临的挑战和困难。
总的来说，这次实习对我来说是非常有意义和宝贵的。
通过这次实习，我不仅学到了很多有关控制工程的知识和经验，还锻炼了自己的团队合作和解决问题的能力。
我相信这次实习经历将对我今后的学习和职业发展产生积极的影响。
我将继续努力学习，提升自己的专业能力，并积极应用所学的知识和经验。
控制工程专业实习总结精选3篇（二）我参加了控制测量实习，这段实习让我受益良多。
通过实践操作，我对控制测量的原理和应用有了更深入的理解，同时也进一步锻炼了我的实际操作能力和解决问题的能力。
首先，在实习中我学习了控制测量系统的基本原理和组成要素。
我了解到了传感器的作用和种类，学会了根据测量需求选择合适的传感器，并学习了如何将传感器与控制器连接起来，实现测量和控制系统的集成。
通过实际操作，我对传感器的灵敏度、精度和响应时间等性能指标有了更直观的认识。
其次，我在实习过程中学会了使用控制器进行测量和控制。
武汉工程大学实验报告
实验名称：Matlab 的基本操作与编程一、实验目的：1）熟悉MATLAB 软件的运行环境和基本操作2）掌握MATLAB 矩阵的输入方式、元素的提取与组合 3）掌握数值运算。
4）掌握MATLAB 软件的绘图功能 5）掌握M 函数的编写。
二、实验内容：1）启动MATLAB 软件，观察其界面组成及操作方法，了解各部分的功能 2）使用基本的MATLAB 命令，并观察记录执行结果帮助、查询信息类命令：Demo 、help 、who 、whos 显示、记录格式等命令：clc 、clear 、format 尝试一下其他的命令（dos 命令）3）生成一个5阶魔方矩阵，并提取其第（3、4、5）行，第（2、3、4）列构成的新的矩阵5）用命令行方式求解下式的值42cos lim22x x ex -→（提示使用syms x 定义一个符号，使用limit 函数）6）MATLAB 的绘图（1） 二维绘图命令plot ：画出,sin x y =在]2,0[π∈x 上的图形（2） 三维绘图命令plot3： 画出三维螺旋线⎪⎩⎪⎨⎧===tz t y t x cos sin ，]4,0[π∈t 的图形． mesh 命令：绘制)2(222y x e z +-=，在]5,5[-∈x ，]5,5[-∈y 区间的曲面 7）编写M 函数利用程序流程控制语句编写一个函数myfactorial （n ），实现n ！（阶乘）。
要求使用help 命令可以列出相关的帮助信息。
三、实验结果及分析武汉工程大学实验报告专业班级：姓名：学号：课程名称：控制系统数字仿真与CAD实验成绩： 指导老师：实验名称：典型闭环系统的数字仿真及计算机解题一、实验目的：1）熟悉典型闭环的仿真过程2）掌握MATLAB 编程实现典型闭环环节仿真 3）利用典型闭环环节仿真程序解题。
4）掌握MATLAB 下对控制系统进行时域、频域和根轨迹的分析 二、实验内容：1）编写典型环节阶跃响应函数典型环节冲击响应函数function [yout,t] = my_step(num,den,v,t0,tf,h,R,n)输入参数：num ：传递函数的分子系数向量 den ：传递函数的分母系数向量 v ：反馈比例系数 t0：仿真起始时间 tf ：仿真终止时间 h ：仿真步长 R:阶跃幅值 n:系统阶次 输出参数：yout ：响应输出 t ：时间向量 2）用上述函数分析以下系统，同时用simulink 分析该系统，并比较其结果。
matlab PID (比例微分控制)KP,KI,KD讨论
武汉工程大学实验报告Lab ReportWuhan Institute of Technology 课程：自动控制原理实验名称：控制系统的根轨迹分析学院：电气信息学院实验日期：11月28日实验报告日期：12月1日班级：2015级测控技术与仪器1-2班姓名：余文广学号：1504200327报告退发( 订正、重做)同组人：无教师审批签字_________________________评分：实验名称: 控制系统的根轨迹分析 实验目的：初步了解基于Simulation 的控制系统数字仿真方法掌握基于Matlab 的控制系统的根轨迹分析方法 实验任务：1） 已知单位反馈控制系统的开环传递函数为01()(1)(5)G s s s s =++，试设计PID控制器，并进行单位阶跃响应分析。
2） 被控对象的传递函数为2400()(30200)G s s s s =++，用Simulink 建模并分析其单位阶跃响应。
用MATLAB 命令绘出其根轨迹图。
实验步骤：总述：第一部分为课本上1.*k ++s s s 、2.)222^()2(*+++s s s s k 以及例B-3题的Matlab 根轨迹图仿真。
第二部 分详细讨论实验报告上的（1）（2） 第三部分为总结 一．熟悉基本知识1. Continuous （连续环节）2. Discontinuities(非线性环节)3. Discrete （离散环节 ）4. Math Operations （数学运算环节）5. Sinks （输出方式）6.Sources（输入源）7.Pole极点8.damping（阻尼）第一部分：根轨迹绘图图1-1 例题B-3截图1.说明：如上图可见，左图为零极点分布，右图为关于K的根轨迹图，中间为程序图。
有两个对称的复数极点，零点一个，即可判断根轨迹有两条分支，如右图所示。
同时也可根据计算计算出相应分离点渐进线交点、渐进线与实轴交点等。
程序语句中pzmap（G）表示绘制零极点分布图指令，而rlocus则表示绘制根轨迹指令。
自动控制原理线性系统的频域分析实验四
自动控制原理线性系统的频域分析实验四武汉工程大学实验报告专业 电气自动化 班号 指导教师 姓名 同组者 无实验名称 线性系统的频域分析实验日期 20140414 第 四 次实验一、 实验目的：1．掌握用MATLAB 语句绘制各种频域曲线 2．掌握控制系统的频域分析方法 二、 实验内容：1．典型二阶系统2222)(n n ns s s G ωζωω++=，绘制出6=n ω，1.0=ζ，0.3，0.5，0.8，2的bode 图，记录并分析ζ对系统bode 图的影响。
当1.0=ζ时，程序如下：num=[0 0 36];den=[1 1.2 36];w=logspace(-2,3,100);bode(num,den,w) grid-100-80-60-40-20020M a g n i t u d e (d B )10-210-110101102103-180-135-90-450P h a s e (d e g )Bode DiagramFrequency (rad/sec)当3.0=ζ时，程序如下：num=[0 0 36];den=[1 3.6 36];w=logspace(-2,3,100);bode(num,den,w) gridM a g n i t u d e (d B )101010101010P h a s e (d e g )Bode DiagramFrequency (rad/sec)当5.0=ζ时，程序如下：num=[0 0 36];den=[1 6 36];w=logspace(-2,3,100);bode(num,den,w) gridM a g n i t u d e (d B )101010101010P h a s e (d e g )Bode DiagramFrequency (rad/sec)当8.0=ζ时，程序如下：num=[0 0 36];den=[1 9.6 36];w=logspace(-2,3,100);bode(num,den,w) gridM a g n i t u d e (d B )101010101010P h a s e (d e g )Bode DiagramFrequency (rad/sec)当2=ζ时，程序如下：num=[0 0 36];den=[1 24 36];w=logspace(-2,3,100);bode(num,den,w) gridM a g n i t u d e (d B )101010101010P h a s e (d e g )Bode DiagramFrequency (rad/sec)分析：阻尼比ζ在0.707和1之间的话，伯德图是在横轴下面。
武汉工程大学自控控制原理实验1
武汉工程大学实验报告专业电气工程及其自动化班号 2 组别指导教师姓名同组者2)(1=s G分析:在比例函数中，当传递函数G （S)增大时，对应的响应函数也随之增大，并且 同比例增大，故传递函数增大或减小多少倍，与之对应的响应函数就在原理的 基础上增大或减小多少倍。
② 惯性环节 11)(1+=s s G15.01)(2+=s s G 分析：传递函数为11)(1+=s s G 和15.01)(2+=s s G ，在单位阶跃函数作用下的响应别为t e --=1和t e y 21--=随着时间的推移最终都趋于1，但是15.01)(2+=s s G 更先趋于稳定，故惯性函数分母一次项系数决定的了趋于稳定的快慢程度，系数越小越快趋于稳定。
分析：s s G 1)(1=时，则21)(S S Y =经过拉普拉斯逆变换则Y=t 是一条斜坡函数。
故对应的相应波形是一条射线。
④ 微分环节 s s G =)(1分析：传递函数s s G =)(1在单位阶跃函数的激励下响应函数Y(S)=1故经拉普拉斯逆变换的Y 为单位脉冲函数，波形图如图所示。
⑤ 比例+微分环节 1)(1+=s s G2)(1+=s s G分析：传递函数为s s G =)(11)(1+=s s G 2)(1+=s s G ，时，分别为单位脉冲函数、单位脉冲函数与单位阶跃函数的叠加，单位脉冲函数与2倍单位阶跃函数的叠加，由此可知比例+微分环节对应的相应图像时单位脉冲函数和阶跃函数的叠加，图像上移的大小取决于比例函数的大小。
⑥ 比例+积分环节 s G 11)(+=分析：传递函数为s s G 11)(1+=和s s G 211)(2+=对应的响应函数均是单位阶跃函数与斜坡函数的叠加，有图分析可知传递函数分母一次项系数决定了响应函数的斜坡部分的斜率。
四、 实验心得与体会要求：正文用小四宋体，1.5倍行距，图表题用五号宋体，图题位于图下方，表题位于表上方。
自动控制原理_线性系统时域响应分析
武汉工程大学 实验报告专业 班号 组别 指导教师 姓名 学号 实验名称 线性系统时域响应分析一、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ζ和n ω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146473)(2342++++++=s s s s s s s G 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2222)(nn n s s s G ωζωω++= 1）分别绘出)/(2s rad n =ω，ζ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ζ对系统的影响，并计算ζ=0.25时的时域性能指标ss s p r p e t t t ,,,,σ。
2）绘制出当ζ=0.25, n ω分别取1,2,4,6时单位阶跃响应曲线，分析参数nω对系统的影响。
3．系统的特征方程式为010532234=++++s s s s ，试用两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)256)(4)(2()(2++++=s s s s Ks G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146473)(2342++++++=s s s s s s s G 可以用几种方法绘制出系统的阶跃响应曲线？试分别绘制。
方法一：用step( )函数绘制系统阶跃响应曲线。
程序如下：num=[0 0 1 3 7]; den=[1 4 6 4 1]; t=0:0.1:10;step(num,den) gridxlabel('t/s'),ylabel('c(t)')title('Unit-step Response of G(s)=s^2+3s+7/(s^4+4s^3+6s^2+4s+1)')方法二：用impulse( )函数绘制系统阶跃响应曲线。
《控制工程基础》实训报告[合集五篇]
![《控制工程基础》实训报告[合集五篇]](https://img.taocdn.com/s3/m/9b85fa26a31614791711cc7931b765ce05087aa1.png)
《控制工程基础》实训报告[合集五篇]第一篇：《控制工程基础》实训报告《控制工程基础》实训报告实训地点：实训时间：所在院系：电子信息学院自动化系专业年级：学生姓名：学生学号：指导教师：A2-310 2013年12月2日至12月10日12电气3班实验一典型环节的模拟研究一：实验目的1、掌握典型环节仿真结构图的建立方法；2、通过观察典型环节在单位阶跃信号作用下的动态特性，熟悉各种典型环节的响应曲线。
3、定性了解各参数变化对典型环节动态特性的影响。
4、初步了解MATLAB中SIMULINK 的使用方法。
二：实验步骤1．建立各典型环节（比例、积分、微分、惯性、振荡）的仿真模型。
进入MATLAB编程环境，在File菜单的New子命令下，新建一个模块文件（*.model）并保存；进入simulink仿真环境，在模块库中找到所需的模块，用鼠标按住该模块并拖至模块文件中，然后再放开鼠标；根据信号流向，用信号线连接各模块。
2．根据实验要求，对每一个模块，选取合适的模块参数；3．在模块文件的simulation菜单下，单击Simulation/paramater子命令，将仿真时间(Stop Time)设置为10秒；4．在模块文件的simulation菜单下，单击Start子命令，开始仿真过程。
5．利用PrintScreen命令，将仿真模型和仿真图形拷贝到WORD文档中。
三：实验内容①惯性环节（仿真结构图、阶跃响应曲线、分析结果）；②积分环节（仿真结构图、阶跃响应曲线、分析结果）；③比例环节（仿真结构图、阶跃响应曲线、分析结果）；④振荡环节（仿真结构图、阶跃响应曲线、分析结果）；⑤实际微分（仿真结构图、阶跃响应曲线、分析结果）； 1.比例环节连接系统, 如图所示: 22.参数设置: 用鼠标双击阶跃信号输入模块，设置信号的初值和终值，采样时间sample time 和阶跃时间step time3.在simulation/paramater中将仿真时间(Stop Time)设置为10秒，4.仿真:simulation/start，仿真结果如图1-1所示改变Kd，观察仿真结果如下图所示（2）积分环节——放大倍数K不同时的波形（3）：微分环节——改变Td、Kd，观察仿真结果（4）：惯性环节--改变其放大倍数K及时间常数T 5（5）振荡环节——改变ξω的值的波形四：实训小结积分环节的传递函数为G=1/Ts(T为积分时间常数)，惯性环节的传递函数为G=1/(Ts+1)（T为惯性环节时间常数）。
控制工程实习报告
控制工程实习报告一、引言控制工程是现代工程领域中不可或缺的重要学科，其应用广泛涵盖了制造业、交通运输、能源系统等众多领域。
为了提高学生在控制工程方面的实践能力，我校设立了控制工程实习课程。
本实习报告就是基于我在实习期间的实际操作与体验，对这门课程进行总结和反思，以期对学科的进一步学习与应用能够有所帮助。
二、实习内容1. 实习项目：PID控制器调参与优化在实习期间，我与同学们一起进行了PID控制器调参与优化的实习项目。
我们首先了解了PID控制器的基本原理与算法，然后通过实际操控设备，对PID参数在不同控制单位下的作用进行了实际观察，并通过数据分析得出控制器的最佳参数。
2. 实习设备与工具为了完成我们的实习项目，我们使用了以下设备与工具：- 控制器：我们使用了一台先进的控制器设备，该设备具备了多种控制模式，能够灵活应对不同的控制需求。
- 传感器：为了获得控制设备的反馈信号，我们使用了传感器来监测设备的相关参数，如温度、压力等。
- 软件工具：我们使用了MATLAB等软件工具进行PID参数的计算与优化，并对实际运行的数据进行分析与处理。
三、实习过程与心得1. 实习过程在实习过程中，我们首先进行了理论学习，并对PID控制器的各种参数进行了了解与分析。
随后，我们开始实际操作设备，调整PID参数并记录数据。
通过多次试验与数据分析，我们逐渐掌握了PID控制器调参的基本方法与技巧。
最后，在实践操作中，我们成功找到了最佳的PID参数组合，并实现了对设备的良好控制。
2. 实习心得通过这次实习，我深刻认识到了控制工程在现代工程中的重要性。
掌握了PID控制器调参与优化的基本方法，提高了自己的实践能力和解决问题的能力。
同时，我也意识到了在实践操作中的困难与挑战，如如何准确地选取PID参数、如何分析实际数据等。
这些问题需要我们不断地学习与实践，才能够更好地应对。
四、实习总结与展望通过这次控制工程实习，我不仅在理论知识上有所提高，更重要的是在实际操作与解决问题的过程中锻炼了自己的能力。
自动控制原理线性系统串联校正实验报告五
武汉工程大学实验报告专业电气自动化班号指导教师姓名同组者无Bode 图如图5-1所示。
考虑采用串联超前校正装置，以增加系统的相角裕度。
1010101010幅值(d b )--Go,-Gc,GoGcM a g n i t u d e (d B )1010101010P h a s e (d e g )Bode DiagramGm = Inf dB (at Inf rad/sec) , P m = 12.8 deg (at 4.42 rad/sec)Frequency (rad/sec)图5-1 原系统的Bode 图由),3,8.12,50(00000c m c Φ=Φ=+-=Φ令取为原系统的相角裕度εγγεγγ，mm ϕϕαsin 1sin 1-+=可知：e=3; r=50; r0=pm1;phic=(r-r0+e)*pi/180;alpha=(1+sin(phic))/(1-sin(phic)) 得：alpha = 4.6500[il,ii]=min(abs(mag1-1/sqrt(alpha)));wc=w( ii); T=1/(wc*sqrt(alpha)); num0=20; den0=[1,1,0]; numc=[alpha*T,1]; denc=[T,1];[num,den]=series(num0,den0,numc,denc); [gm,pm,wcg,wcp]=margin(num,den); printsys(numc,denc) disp('校正之后的系统开环传递函数为:');printsys(num,den) [mag2,phase2]=bode(numc,denc,w); [mag,phase]=bode(num,den,w); subplot(2,1,1);semilogx(w,20*log10(mag),w,20*log10(mag1),'--',w,20*log10(mag2),'-.'); grid; ylabel('幅值(db)'); title('--Go,-Gc,GoGc'); subplot(2,1,2); semilogx(w,phase,w,phase1,'--',w,phase2,'-',w,(w-180-w),':'); grid; ylabel('相位(0)'); xlabel('频率(rad/sec)');title(['校正前：幅值裕量=',num2str(20*log10(gm1)),'db','相位裕量=',num2str(pm1),'0';'校正后：幅值裕量=',num2str(20*log10(gm)),'db','相位裕量=',num2str(pm),'0'])10-110101102103-100-5050幅值(d b )--Go,-Gc,GoGc10-110101102103-200-150-100-50050相位(0)频率(rad/sec)图5-2 系统校正前后的传递函数及Bode 图 num/den = 0.35351 s + 1-------------- 0.076023 s + 1校正之后的系统开环传递函数为:num/den = 7.0701 s + 20 -----------------------------0.076023 s^3 + 1.076 s^2 + s 系统的SIMULINK 仿真：校正前SIMULINK 仿真模型：单位阶跃响应波形：校正后SIMULINK仿真模型：单位阶跃响应波形：分析：由以上阶跃响应波形可知，校正后，系统的超调量减小，调节时间变短，稳定性增强 。
控制工程基础实验报告DOC
控制工程基础实验报告姓名：朱泽强班级：11020742学号：322013年11月16日实验一系统时域响应分析1. 实验目的本实验的主要目的是：通过实验使学生进一步理解系统参数对时域响应的影响，理解系统参数与时域性能指标之间的关系，同时了解系统稳定性的充要条件。
2. 实验内容完成一阶、二阶系统在典型输入信号作用下的响应，求取二阶系统的性能指标，记录试验结果并对此进行分析。
3.实验的具体内容及步骤（1）一阶系统（选用不同的时间常数T）在典型输入信号（单位脉冲、单位阶跃、正弦信号）作用下的响应。
单位阶跃for T=1:1:5t=[0:0.01:10];num=[1];den=[T 1];G=tf(num,den)[y1,tt]=step(G,t);plot(tt,y1,'--')legend('不同时间参数T下的单位阶跃响应')xlabel('t(sec)'),ylabel('x(t)');grid on;hold onend单位脉冲for T=1:1:5t=[0:0.01:10];num=[1];den=[T 1];G=tf(num,den);[y1,tt]=impulse(G,t);result(T,:)=y1;plot(tt,y1,'--')legend('不同时间参数T下的单位脉冲响应')xlabel('t(sec)'),ylabel('x(t)');grid on;hold onEnd通过图形，得出结论：1）分析T对输出响应的影响系统达到稳态所需时间和T值有关，T值越大达到稳态所需时间越长。
2）分析不同时间点处输出的大小单位阶跃：单位阶跃t=6s t=7s t=8s t=9s t=10sT=6 0.6321 0.6886 0.7364 0.7769 0.8111T=7 0.5756 0.6321 0.6811 0.7235 0.7603T=8 0.5276 0.5831 0.6321 0.6753 0.7135T=9 0.4866 0.5406 0.5889 0.6321 0.6708T=10 0.4512 0.5034 0.5507 0.5934 0.6321单位脉冲t=5s t=6s t=7s t=8s t=9s t=10sT=5 0.073576 0.060239 0.049319 0.040379 0.03306 0.027067T=6 0.072433 0.061313 0.051901 0.043933 0.037188 0.031479T=7 0.069935 0.060625 0.052554 0.045558 0.039493 0.034236T=8 0.066908 0.059046 0.052108 0.045985 0.040582 0.035813T=9 0.06375 0.057046 0.051047 0.045679 0.040875 0.036577T=10 0.060653 0.054881 0.049659 0.044933 0.040657 0.036788（2）二阶系统（选择不同的阻尼比ξ和无阻尼振荡频率w，阻尼比ξ要有欠n阻、临界阻尼和过阻尼三种情况）在典型输入信号（单位脉冲、单位阶跃）作用下作用下的响应t=[0:0.01:5];i=1for wn=1:2:7;num=[wn^2];znb=0; den=[1 2*znb*wn wn^2]; G1=tf(num,den);znb=0.2; den=[1 2*znb*wn wn^2]; G2=tf(num,den);znb=0.5; den=[1 2*znb*wn wn^2]; G3=tf(num,den);znb=1; den=[1 2*znb*wn wn^2]; G4=tf(num,den);znb=1.5; den=[1 2*znb*wn wn^2]; G5=tf(num,den);%5种不同阻尼比系统[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);[y4,T]=impulse(G4,t);[y4a,T]=step(G4,t);[y5,T]=impulse(G5,t);[y5a,T]=step(G5,t);figure(i)plot(T,y1,'--',T,y2,'-.',T,y3,'-',T,y4,'*' ,T,y5,'o')legend('不同阻尼比下的二阶系统单位脉冲响应')xlabel('t(sec)'),ylabel('x(t)');grid on;figure(i+1)plot(T,y1a,'--',T,y2a,'-.',T,y3a,'-',T,y4a,'*' ,T,y5a,'o')legend('不同阻尼比下的二阶系统单位阶跃响应')grid on;xlabel('t(sec)'),ylabel('x(t)');i=i+2end不同无阻尼振荡频率wnt=[0:0.01:3];i=1for znb=[0,0.2,0.5,1,1.5];num=[wn^2];wn=1; den=[1 2*znb*wn wn^2]; G1=tf(num,den);wn=3; den=[1 2*znb*wn wn^2]; G2=tf(num,den);wn=5; den=[1 2*znb*wn wn^2]; G3=tf(num,den);wn=7; den=[1 2*znb*wn wn^2]; G4=tf(num,den); %4种不同wn系统 [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);[y4,T]=impulse(G4,t);[y4a,T]=step(G4,t);figure(i)plot(T,y1,'--',T,y2,'-.',T,y3,'-',T,y4,'*') legend('不同wn下的二阶系统单位脉冲响应')xlabel('t(sec)'),ylabel('x(t)');grid on;figure(i+1)plot(T,y1a,'--',T,y2a,'-.',T,y3a,'-',T,y4a,'*') legend('不同wn下的二阶系统单位阶跃响应')grid on;xlabel('t(sec)'),ylabel('x(t)');i=i+2end（3）完成欠阻尼二阶系统性能指标的求取t=0:0.001:50;yss=1; %稳态输出值1dta=0.02; %误差范围为2%wn=30;s=0.1:0.05:0.95;num=[wn^2];for i=1:18den=[1 2*s(i)*wn wn^2];G=tf(num,den);y=step(G,t);r=1;while y(r)<yssr=r+1;endtr(i)=(r-1)*0.001;[ymax,p]=max(y);tp(i)=(p-1)*0.001;mp(i)=(ymax-yss)/yss;m=50001;while y(m)>1-dta & y(m)<1+dtam=m-1;endts(i)=(m-1)*0.001;endplot(s,tr)legend('阻尼比与上升时间的关系曲线')xlabel('阻尼比'),ylabel('上升时间');grid on;figure(2)plot(s,tp)legend('阻尼比与峰值时间的关系曲线')xlabel('阻尼比'),ylabel('峰值时间');grid on;figure(3)plot(s,mp)legend('阻尼比与超调量的关系曲线')xlabel('阻尼比'),ylabel('超调量');grid on;figure(4)plot(s,ts)legend('阻尼比与调整时间的关系曲线')xlabel('阻尼比'),ylabel('调整时间');grid on;4.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；时间常数T 越大，一阶系统输出响应达到稳定所需要的时间越长. （2）分析系统稳定性与系统特征值的关系；T 值越大，则wn 越大，sigma 也越大，系统的响应和相对稳定性好。
武汉工程大学PLC实验
电气控制与PLC实验题目：交通信号灯的控制电机的正反转控制姓名（学号）：指导教师：苏老爷子专业：班级：所在学院：电气信息学院实验一：交通信号灯的控制一.实验目的：1．巩固所学的PLC知识，进一步掌握梯形图知识。
2．利用所学PLC知识进行简单编程，解决工程实际问题。
3．了解PLC控制的特点。
二．实验学时：4学时三．实验内容：1．PLC实验箱上有专门的交通灯控制模块，所要实现的功能如下：按启动按钮后，南北绿灯亮，东西红灯亮，南北车辆可以通行；10秒钟后，南北绿灯闪烁，东西红灯亮，南北车辆通行警告；3秒钟后，南北黄灯亮，东西红灯亮，南北车辆禁止通行；2秒钟后，南北红灯亮，东西绿灯亮，东西车辆可以通行8秒钟后，东西绿灯闪烁，南北红灯亮，东西车辆通行警告；3秒钟后，东西黄灯亮，南北红灯亮，东西车辆禁止通行2秒钟后，东西红灯亮，南北绿灯亮；南北车辆可以通行；周而复始，重复执行，直到按下停止按钮，所有指示灯都熄灭。
2．根据控制要求，先画出各个灯亮灭的时序图。
绿灯闪烁时是亮0.5s、灭0.5s3．根据时序图编制梯形图程序。
4．将梯形图程序下载到PLC中，根据程序要求，连接各个输出继电器到各个灯的控制端。
5．实验报告要求：写出I/O分配表、梯形图程序、语句表清单；启动以后观察实验现象，做好记载，分析时序图，写出完整的实验报告。
四．实验程序：10.02，10.01，10.03分别为南北方向的红绿黄灯，10.04，10.05，10.06分别为东西方向的绿红黄。
运行时的现象：五．实验过程中遇到的问题：实验程序在运行时交通灯闪亮的时间不是很准确，即定时器叠加的时间运算不准确，通过发现这个问题，我们重新计算了时间，更改了定时器的时间，交通灯运行比较正常，另一个重大问题是plc硬件问题，发现plc与实验台的接线出现断裂，通过努力，我们重新接线，解决了问题。
实验二：电机正、反转控制一、实验目的：1．熟悉编程软件及编程方法。
2．掌握用PLC代替继电器接触器来控制电机的方法。
武汉工程大学自动控制原理实验三Lab3
实验三 系统根轨迹分析一、实验目的（1）掌握利用MATLAB 精确绘制闭环系统根轨迹的方法； （2）了解系统参数或零极点位置变化对系统根轨迹的影响； 二、实验设备（1）硬件：个人计算机；（2）软件：MATLAB 仿真软件（版本6.5或以上）。
三、实验内容和步骤1．根轨迹的绘制利用Matlab 绘制根轨迹的步骤如下：1） 将系统特征方程改成为如下形式：,0)()(1)(1=+=+s q s p K s KG 其中，K 为我们所关心的参数。
2） 调用函数rlocus 生成根轨迹。
关于函数rlocus 的说明见图3.1。
不使用左边的选项也能画出根轨迹，使用左边的选项时，能返回分别以矩阵和向量形式表征的特征根的值及与之对应的增益值。
图3.1函数rlocus 的调用例如，图3.2所示系统特征根的根轨迹及其绘制程序见图3.3。
图3.2 闭环系统一图3.3闭环系统一的根轨迹及其绘制程序图3.4函数rlocfind的使用方法注意：在这里，构成系统sys时，K不包括在其中，且要使分子和分母中s最高次幂项的系数为1。
当系统开环传达函数为零、极点形式时，可调用函数zpk构成系统sys:sys = zpk([zero],[pole],1);当系统开环传达函数无零点时，[zero]写成空集[]。
对于图3.2所示系统，.)3)(2()1(31)2()1()()(+++=+⋅++=s s s s K s s s s K s H s G 可如下式调用函数zpk 构成系统sys :sys = zpk([-1],[0 -2 -3],1);若想得到根轨迹上某个特征根及其对应的K 的值，一种方法是在调用了函数rlocus 并得到了根轨迹后调用函数rlocfind 。
然后，将鼠标移至根轨迹图上会出现一个可移动的大十字。
将该十字的中心移至根轨迹上某点，再点击鼠标左键，就可在命令窗口看到该点对应的根值和K 值了。
另外一种较为方便的做法是在调用了函数rlocus 并得到了根轨迹后直接将鼠标移至根轨迹图中根轨迹上某点并点击鼠标左键，这时图上会出现一个关于该点的信息框，其中包括该系统在此点的特征根的值及其对应的K 值、超调量和阻尼比等值。
控制工程实验报告
实验一、实验装置的基本操作与仪表调试一、实验目的1、了解本实验装置的结构与组成。
2、掌握压力变送器的使用方法。
3、掌握实验装置的基本操作与变送器仪表的调整方法。
二、实验设备1、THKGK-1型过程控制实验装置GK-02 GK-03 GK-04 GK-072、万用表一只三、实验装置的结构框图图1-1、液位、压力、流量控制系统结构框图四、实验内容1、设备组装与检查：1）、将GK-02、GK-03、GK-04、GK-07挂箱由右至左依次挂于实验屏上。
并将挂件的三芯蓝插头插于相应的插座中。
2）、先打开空气开关再打开钥匙开关，此时停止按钮红灯亮。
3）、按下起动按钮，此时交流电压表指示为220V，所有的三芯蓝插座得电。
4）、关闭各个挂件的电源进行连线。
2、系统接线：1）、交流支路1：将GK-04 PID调节器的自动/手动切换开关拨到“手动”位置，并将其“输出”接GK-07变频器的“2”与“5”两端（注意：2正、5负），GK-07的输出“A、B、C”接到GK-01面板上三相异步电机的“U1、V1、W1”输入端；GK-07 的“SD”与“STR”短接，使电机驱动磁力泵打水（若此时电机为反转，则“SD”与“STF”短接）。
2）、交流支路2：将GK-04 PID调节器的给定“输出”端接到GK-07变频器的“2”与“5”两端（注意：2正、5负）；将GK-07变频器的输出“A、B、C”接到GK-01面板上三相异步电机的“U2、V2、W2”输入端；GK-07 的“SD”与“STR”短接，使电机正转打水（若此时电机为反转，则“SD”与“STF”短接）。
3、仪表调整：（仪表的零位与增益调节）在GK-02挂件上面有四组传感器检测信号输出：LT1、PT、LT2、FT（输出标准DC0~5V），它们旁边分别设有数字显示器，以显示相应水位高度、压力、流量的值。
对象系统左边支架上有两只外表为蓝色的压力变送器，当拧开其右边的盖子时，它里面有两个3296型电位器，这两个电位器用于调节传感器的零点和增益的大小。
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武汉工程大学
控制工程基础实验报告
实验一：比较二阶系统在不同阻尼比下的时间响应
一、实验目的
1.熟悉MATLAB软件环境，学会编写matlab文件（***.m）和使用SIMULINK建模，进
行时间响应分析。
二、实验要求
1.编写m文件，使用命令sys=tf(num,den)，建立二阶系统的传递函数模型；
2.编写m文件，使用命令impulse(sys)，画出二阶系统在不同阻尼比下的脉冲响应曲线簇；
3.编写m文件，使用命令step(sys)，画出二阶系统在不同阻尼比下的阶跃响应曲线簇；
4.根据阶跃响应曲线，记录不同阻尼比下的时域性能指标，列表写出实验报告，并分析
阻尼比和无阻尼自然频率对于性能的影响；
5.利用SIMULINK建立方框图仿真模型，进行阶跃响应实验，学会使用workspace的数
组变量传递，使用命令plot(X,Y)画出阶跃响应图。
三、实验过程及实验结果与性能分析
1.编写m文件，使用命令sys=tf(num,den)，建立二阶系统的传递函数模型；
m文件：
运行结果：
2.编写m文件，使用命令impulse(sys)，画出二阶系统在不同阻尼比下的脉冲
响应曲线簇；
运行结果如下：
3.编写m文件，使用命令step(sys)，画出二阶系统在不同阻尼比下的阶跃响应曲线簇；
运行结果如下：
4.根据阶跃响应曲线，记录不同阻尼比下的时域性能指标，列表写出实验报告，并分析阻尼比和无阻尼自然频率对于性能的影响
（1）如下图所示，分别找出不同阻尼比下的时域性能指标，峰值时间tp/s，最大超调量
mp，上升时间tr/s，调整时间ts/s
记录下表：
表一不同阻尼比下的时域性能指标
阻尼比ξ0.10.30.60.70.913上升时间tr 1.11 1.33 1.86 2.13 2.89 3.4312.8峰值时间tp 3.2 3.24 4.47.2213.95
最大超调量mp(%)72.937.19.45 4.60.1500调整时间ts38.411.2 5.95 5.98 4.71 5.8623分析阻尼比对于性能的影响：
由图表可以看出，当无阻尼自然频率一定时，随着阻尼比的增加，系统的上升时间，峰值时间都增大，而上升时间和峰值时间反映了系统的快速性指标，故随阻尼比的增加，系统的快速性降低。
阻尼比的增加，最大超调量减少，并且当阻尼比大于等于1时，系统没有超调，而超调量反应了系统的相对稳定性，即随阻尼比的增加，系统的相对稳定性增强。
（2）系统在无阻尼自然频率wn下阶跃响应的时域特性指标，取ξ=0.6
程序如下：
运行结果：
记录下表：
表二无阻尼自然频率下的时域性能指标（ξ=0.6）
无阻尼自然频率0.41 1.35
上升时间tr 4.64 1.86 1.430.373
峰值时间tp9.894 3.090.8
最大超调量mp(%)9.459.459.459.45
调整时间ts14.9 5.95 4.57 1.19
分析无阻尼自然频率对于性能的影响：
由表和图可以看出，当阻尼比一定时，随着无阻尼自然频率的增加，系统的上升时间，峰值时间以及调整时间都随着减小，而上升时间和峰值时间以及调整时间反映了系统的快速性指标，故随无阻尼自然频率的增加，系统的快速性提高。
无阻尼自然频率的增加，最大超调量没有改变，故无阻尼自然频率对超调量无影响。
5.利用SIMULINK建立方框图仿真模型，进行阶跃响应实验，学会使用
workspace的数组变量传递，使用命令plot(X,Y)画出阶跃响应图。
运行结果：
plot(tout,simout)
运行结果：
实验二：比较二阶系统在不同阻尼比下的频率特性
一、实验目的
1.熟悉MATLAB软件环境，学会编写matlab文件（***.m）和SIMULINK建模，进行频
率响应与频率特性分析。
二、实验要求
1.编写m文件，使用命令sys=tf(num,den)，建立二阶系统的传递函数模型；
2.编写m文件，使用命令bode(sys)，画出二阶系统在不同阻尼比下的BODE频率曲线簇；
3.编写m文件，使用命令nyquist(sys)，画出二阶系统在不同阻尼比下的NYQUIST曲线
簇；
4.编写m文件，使用[Re,Im,Pa]=bode(sys,w)计算频率特性函数，并用plot(X,Y)画出某个
二阶系统的实频、虚频、幅频、相频特性4分图；
5.根据频率特性曲线，记录不同阻尼比下的频率性能指标，列表写出实验报告，并分析
阻尼比和无阻尼自然频率对于性能的影响；
6.利用SIMULINK建立方框图仿真模型，进行频率响应实验，学会workspace的数组变
量传递，使用命令plot(X,Y)画出频率响应图。
三、实验过程及实验结果与性能分析
1.与实验一相同
2.编写m文件，使用命令bode(sys)，画出二阶系统在不同阻尼比下的BODE
频率曲线簇；
程序如下：
运行结果如下：
3.编写m文件，使用命令step(sys)，画出二阶系统在不同阻尼比下的nyquist 曲线簇；
程序如下：
运行结果如下：
4.编写m文件，使用[Re,Im,Pa]=bode(sys,w)计算频率特性函数，并用plot(X,Y)画出某个二阶系统的实频、虚频、幅频、相频特性4分图；
程序如下：
运行结果如下：
5.根据频率特性曲线，记录不同阻尼比下的频率性能指标，列表写出实验报告，并分析阻尼比和无阻尼自然频率对于性能的影响；
程序如下：
运行结果记入下表：
阻尼比ξ0.10.30.713
幅值裕度gm inf inf inf inf inf
相位裕度pm 5.608716.778338.389853.131093.5340
相位穿越频率wcg inf inf inf inf inf
幅值穿越频率wcp 2.4455 2.4057 2.2179 2.00000.8317
分析阻尼比对于性能的影响：
由图和表可以看出，当无阻尼自然频率一定时，随着阻尼比的增大，相位裕度增加，而
相位裕度反映了系统的相对稳定性，即随阻尼比的增加，有助于系统的相对稳定。
根据频率特性曲线，记录不同无阻尼自振角频率wn下的频率性能指标（ξ=0.6）
程序如下：
运行结果
无阻尼自然频率wn0.41 1.35
幅值裕度gm inf Inf inf inf
相位裕度pm116.1124116.1124116.1124116.1124
相位穿越频率wcg inf inf inf inf
幅值穿越频率wcp0.29930.74830.9727 3.7413分析无阻尼自然频率对于性能的影响：
由图和表可以看出，当阻尼比一定时，随着无阻尼自然频率的增大，对相位裕度不变，而幅值穿越频率增大，即无阻尼自然频率对系统的相对稳定性很大影响，而幅值穿越频率增大，系统的快速性提高。
6.利用SIMULINK建立方框图仿真模型，进行频率响应实验，学会workspace
的数组变量传递，使用命令plot(X,Y)画出频率响应图。
仿真方框图如下
下左图为输入的正弦信号，右边是输出的正弦信号
plot(tout,simout)频率响应图。