北理工:自动控制实验实验报告汇总(6)

2020-02-21 16:55

控制理论基础实验(基于MATLAB)

sys3=feedback(G3,1); step(sys3)

实验结果:

end

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控制理论基础实验(基于MATLAB)

K>19,系统不稳定 K>1,系统有超调 K<1,系统无超调

四、实验感想:

1.本次实验可以通过两种方法完成,一种是利用MATLAB函数对所要求的指标进行设置并求取,另一种是可以通过Rltool工具进行直接调整求取。Rtool工具可以直接设置零极点,并且可以通过抓取点确定需要的指标,这些都大大的减小了编写代码的麻烦过程。

2.本次实验研究了根轨迹的绘制方法,可以看到对根轨迹的主要影响就是开环系统的零极点,零极点的不同改变根轨迹的特性,并可以通过根轨迹判断稳定的临界值,在设计中很意义。

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控制理论基础实验(基于MATLAB)

实验四:系统的频率特性分析

一、实验目的

1.学习和掌握利用MATLAB绘制系统Nyquist图和Bode图的方法。 2.学习和掌握利用系统的频率特性分析系统的性能。

二、实验原理

系统的频率特性是一种图解方法,分析运用系统的开环频率特性曲线,分析闭环系统的性能,如系统的稳态性能、暂态性能常用的频率特性曲线有Nyquist图和Bode图。在MATLAB中,提供了绘制Nyquist图和Bode图的专门函数。

margin函数可以用于从频率响应数据中计算出幅度裕度、相位裕度及其对应的角频率。

三、实验内容

1. 已知系统开环传递函数为

G(s)?1000

(s2?3s?2)(s?5)绘制系统的Nyquist 图,并讨论其稳定性。 实验代码: p=[-1,-2,-5]; z=[]; k=1000; g=zpk(z,p,k)

28

控制理论基础实验(基于MATLAB)

实验结果:

结果分析:

系统逆时针包围(-1,j0)0圈,顺时针包围2圈,而开环无正实部极点即P=0,所以不满足稳定判据,闭环不稳定。

2. 已知系统的开环传递函数为

5510[(s)2?s?1]44 G(s)?100.21s2(s?1)(s?1)(s?1)3340(1)绘制系统的零极点图,根据零极点分布判断系统的稳定性。 实验代码:

num=[25/16,5/4,1]; den=[1]; g1=tf(num,den); z=[];

p=[0,0,-0.3,-15,-40]; k=10;

g2=zpk(z,p,k)*180;

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控制理论基础实验(基于MATLAB)

g=g2*g1; pzmap(g) grid on bode(g) margin(g)

实验结果:

结果分析:

可以看到系统有一对虚轴上的极点,所以处于临界稳定状态。

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