自控作业

自动控制原理及系统实验报告

实验01 MATLAB基础

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日期：2012年11月12日

1.2.1 已知一单位反馈系统的开环传递函数为G(S)=16/S(S+4),试搭建Simulink模型并进行该闭环系统的阶跃响应的斜坡响应试验。

Simulink模型:

闭环系统的阶跃响应:

闭环系统的斜坡响应:

1.2.2 已知系统的闭环传递函数为G(S)=16/(S+3)(S+2),试分别用定步长和变步长的方法求其单位阶跃响应，并讨论不同解法器的选用区别。

定步长：

变步长：

总结：不同解法器间没有区别。

2.3.6 已知控制系统的结构图如图，其中G(S)=4/(0.25S+1)(4S+1)(0.01S+1),Gc(S)为控制器，试完成以下仿真试验研究。

（1）将Gc(S)设计为一个比例控制器，其比例放大系数Kp由1到11，每次增加2，在同一张图上绘制不同Kp时的单位阶跃响应图形。并分析比例控制器对该系统的性能影响。（2）将Gc(S) 设计为一个PI控制器Gc(S)=Kp(1+1/(Ti*S))，其比例放大系数Kp=1，Ti由0.5到4.5，每次增加0.8，在同一张图上绘制不同Ti时的单位阶跃响应图形。分析控制器对该系统的性能影响。

曲线由上至下依次为Ti=0.5、1.3、2.1、2.9、3.7、4.5

Ti值越高，曲线初始波动越小，系统越不稳定。

(3) 将Gc(S) 设计为一个PID控制器Gc(S)=Kp(1+1/(Ti*S)+Td*S)，其比例放大系数Kp=Ti=4，Td由0到0.3，每次增加0.1，在同一张图上绘制不同Td时的单位阶跃响应图形。分析控制器对该系统的性能影响。

分析：PID控制器使系统反应更快，稳定性增强。