自动控制理论实验报告(3)

2019-09-01 23:27

四、实验内容

1、已知一负反馈系统的开环传递函数为 G(s)H(s)=K/[s(0.1s+1)(0.5s+1)] 求:1)绘制根轨迹。

Root Locus200.8615100.9450.985System: sysGain: 0.415Pole: -1.23Damping: 1Overshoot (%): 0Frequency (rad/sec): 1.23151050.760.640.50.340.16Imaginary Axis3002520-50.985-100.94-150.86-20-30-250.76-200.64-150.5-10Real Axis0.34-50.160System: sysGain: 11.8Pole: -0.0104 + 4.43iDamping: 0.00235Overshoot (%): 99.3Frequency (rad/sec): 4.43510

2) 选取根轨迹与虚轴的交点,并确定系统稳定的根轨迹增益K的范围 。 0

3) 确定分离点的超调量及开环增益K。 K=0.415 , 分离点的超调量为0.

4) 用时域相应曲线验证系统稳定的根轨迹增益K的范围 5) 分析根轨迹的一般规律。

分析:根轨迹在虚轴左边时系统稳定,在虚轴上是临界稳定,且最大 超调量近似为1,位于虚轴右半部分系统不稳定。

2、. 已知系统的开环传递函数为:

G(s)=K(4s2+3s+1)/[s(3s2+5s+1)] 求:1)绘制系统的根轨迹

Root Locus0.40.9840.9640.9350.870.740.450.30.9930.20.9990.1System: sysGain: 0.28Pole: -0.164 + 0.167iDamping: 0.710.5Overshoot (%): 4.59Frequency (rad/sec): 0.234Imaginary Axis2.5021.5-0.10.999-0.2-0.30.9930.984-0.4-2.5-20.964-1.5Real Axis0.935-10.870.74-0.50.450

2)选择系统当阻尼比 ?=0.7时系统闭环极点的坐标值及增益K值。 ?=0.7时,系统闭环极点的坐标值(-0.164,0.167i) k=0.28 3)分析系统性能。

由系统的根轨迹可知,图像全部在虚轴左半部分,所以系统一直稳定。

3、已知开环系统传递函数 G(s)=k/[s(s+1)(s+2)]

求:1、根轨迹及其闭环单位阶跃响应曲线;

根轨迹:

其闭环单位阶跃响应曲线:

2、比较增加一个开环极点s=-3 后,观察根轨迹及其闭环单位阶跃响应的变化。

增加一个开环极点s=-3 后,根轨迹:

其闭环单位阶跃响应:

分析:增加一个开环极点s=-3 后,闭环单位阶跃响应图像形状没变,但是斜率变小了。

4、已知开环系统传递函数 G(s)=k/[s(s+1)]

求:1、根轨迹及其闭环单位阶跃响应曲线;

根轨迹:


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