自动控制大作业-西电

自动控制大作业-西电-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

题目：自动控制原理大作业指导老师：

学院：电子工程学院

专业：电子信息工程

学生姓名：

学号：

2017年7月11日

实验目的

1，学会使用matlab模拟仿真系统的根轨迹图。

2，理解K值对系统响应的影响。

3，理解校正环节对系统性能的影响。

实验内容

一、对教材P84页的图3-38天线位置控制系统，在给定传递函数下，试用MATLAB程序仿真

1，单位反馈作用下系统的根轨迹图

2，画出Bode图

3，若限定系统超调量σ%<35%，确定K的取值范围（K为开环传递系数）。

4，当K取不同的值时，画出单位阶跃响应曲线。

Matlab程序如下所示：

echo on

pause %strike any key to continue

clc

K=[1 7 17.1 28 60];

num1=K(1);p1=[1 0];p2=[0.05 1];p3=[0.025 1];

den=conv(conv(p1,p2),p3);

H1=tf(num1,den);

H2=tf(K(2),den);

H3=tf(K(3),den);

H4=tf(K(4),den);

H5=tf(K(5),den);

pause;clc;

damp(H1);

rlocus(H1);%单位反馈作用下系统的根轨迹图

pause;clc;

bode(H1);pause;clc;

impulse(H1);pause;clc;

step(feedback(H1,1));pause;clc;%K=1是的单位阶跃响应step(feedback(H2,1));pause;clc;%K=7是的单位阶跃响应step(feedback(H3,1));pause;clc;%K=17.1是的单位阶跃响应step(feedback(H4,1));pause;clc;%K=28是的单位阶跃响应step(feedback(H5,1));pause;clc;%K=60是的单位阶跃响应echo off

根据题目要求，所求增益不应大于13.9。

由图可以看出来，当取的K值合适的时候系统经过振荡达到稳定，如果K值过小，则系统是缓慢的达到稳定，当K值过大时，系统的超调量过大，系统不能达到稳定状态，系统的稳态误差越大。

二、对教材P145页的图5-19角度随动系统，按给定传递函数编程；1，在无校正装置下，画出系统的根轨迹图和单位阶跃响应图；2，试确定校正网络及其系数；

3，画出在校正装置作用下，系统的根轨迹图及单位阶跃响应图；

4，试分析所增加校正环节的作用

Matlab程序如下所示：

echo on

pause %strike any key to continue

clc

num1=250;p1=[1 0];p2=[0.1 1];p3=[0.02 1];p4=[0.01 1]; num2=250*conv([0.5 1],[0.5 1]);p5=[1 0];p6=conv([2.8 1],[2.8 1]);

p7=conv([0.01 1],[0.01 1]);p8=conv([0.008 1],[0.008 1]); den1=conv(conv(conv(p1,p2),conv(p3,p4)),p4);

den2=conv(conv(p5,p6),conv(p7,p8));

H1=tf(num1,den1);

H2=tf(num2,den2);

pause;clc;

damp(H1);

rlocus(H1);%未加反馈校正装置之前单位反馈作用下系统的根轨迹图

pause;clc;

rlocus(H2);%加反馈校正装置之后单位反馈作用下系统的根轨迹图pause;clc;

bode(H1);pause;%未加反馈校正装置之前单位反馈作用下系统的Bode图

hold on

bode(H2);pause;%加反馈校正装置之后单位反馈作用下系统的Bode 图

pause;clc;

figure(2)

step(feedback(H1,1));pause;clc;%未加反馈校正装置之前单位反馈作用下系统的单位脉冲响应

step(feedback(H2,1));pause;clc;%加反馈校正装置之后单位反馈作用下系统的单位脉冲响应

echo off

11

实验结果表明：

加入反馈环节以后，而且减小了干扰误差，响应时间也得到了提高，超调量也满足系统的要求，而且特性的低频段没有修改，因此系统的精度不会受到什么影响。

实验感想

通过这次matlab 仿真实验，增强了我对自动控制原理这门课的知识的理解和认识，而且增强了我对于这方面学习的兴趣，并且在同时使我掌握了掌握了matlab 在系统仿真中的部分应用。