上海大学自控实验复习

1、用计算机进行控制原理实验优点：

①计算机具有良好的图形界面，实验中可以得到各种图形和曲线，可以直观地了解系统的变化和特性；②计算机上用程序实现各种实验，可以很方便地改变系统的参数，并且得到系统响应的结果；③随着计算机技术的发展，计算机功能越来越强，可以在计算机上实现各种经典、现代控制理论实验；在计算机上开发实验成本体，易于升级换代，不断更新补充新的实验内容。

2、各种仿真语言特点：

①操作简单，使用方便；②系统软件标准化，便于在各种类型计算机上推广使用；③功能强，适应各种类型系统的仿真；④语言简单易学

3、数字仿真：指建立一个系统（或过程）的可以计算的模型，并把它放到数字计算机上进行仿真研究的全过程

4、数字仿真步骤

①描述问题，建立数学模型（一般用微分方程或描述函数表示）；②准备仿真模型；③画出实验仿真模型的流程图，并用通用语言或仿真语言编程；④验证模型；⑤运行仿真模型，试验不同初始条件和参数下系统的响应

5、MATLAB优点：

①强大的矩阵运算能力；②良好的图形处理能力

实验一——线性控制系统串联超前校正

实验结果分析：串联超前校正装置可以改善系统的动态性能，减小超调量和调节时间

1、什么是系统的校正？其目的作用是什么？

答：校正就是通过改变系统结构或在系统中增加附加装置或元件对已有系统进行再设计使之满足性能要求，目的是改善系统的动态性能和稳态性能，是满足各项性能指标。

2、串联校正的三种形式各有何特点？适用于什么场合？

答：超前校正：利用相角超前特性，提高系统相角裕度和截止频率，改善系统的稳定性和快速性；适合于对抗噪声要就不高对响应速度要求高的系统

滞后校正：利用滞后网络的高频幅值衰减特性，减小截止频率，并得到较大相稳定裕度。适合于响应速度要求不高，但抗噪声要求高的系统。

超前-滞后校正：使相稳定裕度增大，减小超调量响应速度快，抑制

高频噪声性能较好。适用于对动态性能和稳态性能都要求改善的场合。

实验二——二阶采样系统的特性研究

实验结果分析：加入采样保持其后，系统动态性能变差，采样周期变大，系统动态性能变差

1、采样周期T的变化对系统性能有什么影响？

答：采样周期T越大，超调量越大，调节时间越长，系统动态性能和稳态性能会变差。

实验三——带有饱和非线性环节控制系统的相平面分析

实验结果分析：接入饱和非线性元件后，系统超调量减小，动态性能变好。

1、如何在实验所记录的相轨迹上求取系统的超调量？

答：在相轨迹上Xsc轴上的最大值为响应的最大值，减去稳态值后再除以稳态值。

实验四——经典控制原理实验

1、仿真步长越小，曲线越精确；步长越大，系统稳定性会变差，可能会发散

2、改变系统的动态性能，可以改变系统的参数或者改变采样周期

3、饱和非线性环节在小输入时可看为线性环节，超过阀值后会降低系统跟随的快速性；死去非线性环节在小输入时没有输出，输入较大时，输出线性增长

4、非线性环节使系统性能与输入、系统参数有关，使系统可能有多个平衡点。