系统的稳态误差分析(精)
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实验三系统的稳态误差分析
一.实验目的:
1.了解系统开环增益和系统型别对稳态误差的影响。
2.了解输入信号的形式和幅值对系统稳态误差的影响。
3.分析扰动作用下对系统稳态误差的影响。
4.研究减小或消除稳态误差的措施。
二.实验内容:
1．分别观测输入信号为阶跃信号、斜坡信号、加速度信号时，不同系统型别稳态误差的变化情况。
2．对有差系统，增大或减小系统的开环增益，观察系统稳态误差的变化。3．改变输入信号的幅值，观察系统稳态误差的变化。
4．观测有扰动作用时，系统稳态误差的变化。
5．采取一种措施消除阶跃扰动对系统的影响。
三.实验原理:
阶跃输入信号作用于0型系统，如图（3-1）所示：
图（3-1）
斜坡输入信号作用于Ⅰ型系统，如图（3-2）所示：
图（3-2）
加速度输入信号作用于Ⅱ型系统，如图（3-3）所示：
图（3-3）
扰动信号作用下的系统，如图（3-4）所示：
图（3-4）
四.实验步骤:
利用MATLAB中的Simulink仿真软件。
1.参照实验一的步骤，建立如图(3-1)所示的实验方块图进行仿真；
2.单击工具栏中的图标，开始仿真，观测在阶跃输入信号作用下，0
型系统的输出曲线和误差曲线，记录此时的稳态误差值，并与理论计算值相比较；
3.有误差时，调整“Gain”模块的增益，观察稳态误差的变化，分析系统开
环增益对稳态性能的影响；
4.有误差时，调整输入信号的幅值，观察稳态误差的变化，分析输入信号的
大小对稳态误差的影响；
5.将对象分别更换为Ⅰ型和Ⅱ型系统，观察在阶跃输入信号作用下，Ⅰ
型和Ⅱ型系统的输出曲线和误差曲线，记录此时的稳态误差值。
6.更换输入信号的形式为斜坡信号，参考图(3-2)所示的实验方块图，重复步
骤2~4，分别观测0型、Ⅰ型和Ⅱ型系统的稳态误差。
7.再将输入信号的形式更换为加速度信号，参考图(3-3)所示的实验方块图，
重复步骤2~4，分别观测0型、Ⅰ型和Ⅱ型系统的稳态误差。
8.在扰动信号作用下，仿真实验方块图如图(3-4)所示，输入阶跃扰动信号，
观测系统的输出曲线和误差曲线，记录此时的稳态误差值，并与计算的理论值相比较；
9.调整“Gain”模块的增益，观察稳态误差有无变化；，
10.再调整“Gain1”模块的增益，观察稳态误差有无变化；
11.在扰动作用点之前增加积分环节消除阶跃扰动对系统输出的影响。
五.思考题:
1．控制系统的稳态误差与什么有关？
2．怎样减小或消除扰动所产生的稳态误差？
3．扰动作用点之后的积分环节对稳态误差有无影响？
阶跃输入信号作用于0型系统
阶跃输入信号作用于Ⅰ型系统
斜坡输入信号作用于Ⅰ型系统
加速度输入信号作用于Ⅱ型系统
阶跃扰动信号作用下系统的误差