自动控制原理实验指导书2012(2)

2019-01-19 11:01

(3) 当?=0时,单位阶跃响应将产生等幅震荡; 2、?对二阶系统的阶跃响应性能指标的影响。

答:根据相应的计算公式: 1)上升时间tr?2)峰值时间tp?????d??d?,当Wn一定时,系统的上升时间与?成负相关。

。,当Wn一定时,系统的峰值时间与?成负相关。

??23)超调量?%?e

1???100%,它只与?有关,与Wn无关。

?3???(?5%误差带)?n 当Wn一定时,系统的调节时间与?成负相关。 ts???4(?2%误差带)????n

实验二 稳态误差分析

一、实验目的

1、了解稳态误差的概念;

2、掌握稳态误差的计算方法; 3、学习MATLAB仿真。

二、实验设备

PC机一台,装有MATLAB软件。

三、实验内容

1、对于给定的各型单位反馈系统,求单位阶跃响应及稳态误差;

四、实验原理

1、根据静态误差系数法求稳态误差。

五、实验步骤

1、求各系统的单位阶跃响应曲线以及稳态误差;

六、实验报告

1、MATLAB源程序; 2、运行结果;

3、运行结果分析。

t=0:0.1:20;

[num1,den1]=cloop([1],[1 1]); [num2,den2]=cloop([1],[1 1 0]); [num3,den3]=cloop([4 1],[1 1 0 0]); y1=step(num1,den1,t); y2=step(num2,den2,t); y3=step(num3,den3,t); subplot(311);plot(t,y1); title('富苏+1030070227') subplot(312);plot(t,y2); subplot(313);plot(t,y3); er1=y1(length(t))-1 er2=y2(length(t))-1 er3=y3(length(t))-1

er1 = -0.5000

er2 = 2.4294e-005

er3 = -3.3525e-004

七、思考题

1、各系统对单位阶跃响应的稳态误差是否一致,由此我们可以得出什么结论? 答:不一致。由实验结果显示,er1=-0.5000, er2=2.4294e-005, er3=-3.3525e-004, 可知,他们的稳态误差不同,由此我们可以得出各型单位反馈系统的稳态误差是不一致的。

实验三 频域分析—波特图及奈氏图绘制

一、实验目的

二、实验设备

PC机一台,装有MATLAB软件。

1、学习二阶系统的波特图与奈氏图的绘制方法; 2、学习MATLAB仿真。

三、实验内容

1、绘制二阶系统的波特图; 2、绘制二阶系统的奈氏图。

四、实验原理

1、二阶系统的传函:

G(s)??ns222n?2??ns??

2、波特图与奈氏图的绘制方法,见教材。

五、实验步骤

1、取?n?1,?从0变化到2,绘制系统的波特图; 2、取?n?1,?从0变化到2,绘制系统的奈氏图。

六、实验报告

1、MATLAB源程序; 2、运行结果;

3、运行结果分析。

num=[1];

zeta1=0.1;den1=[1 2*zeta1 1]; zeta3=0.3;den3=[1 2*zeta3 1]; zeta5=0.5;den5=[1 2*zeta5 1]; zeta7=0.7;den7=[1 2*zeta7 1]; zeta9=1.0;den9=[1 2*zeta9 1];

[mag1,phase1,w1]=bode(num,den1); [mag3,phase3,w3]=bode(num,den3); [mag5,phase5,w5]=bode(num,den5); [mag7,phase7,w7]=bode(num,den7); [mag9,phase9,w9]=bode(num,den9); subplot(211);

semilogx(w1,20*log10(mag1),w3,20*log10(mag3),w5,20*log10(mag5),w7,20*log10(mag7),w9,20*log10(mag9)); title('富苏+1030070227') subplot(212);

semilogx(w1,phase1,w3,phase3,w5,phase5,w7,phase7,w9,phase9);

num=[1];

zeta1=0.4;den1=[1 2*zeta1 1]; zeta6=0.6;den6=[1 2*zeta6 1]; zeta8=0.8;den8=[1 2*zeta8 1]; [re1,im1]=nyquist(num,den1); [re2,im2]=nyquist(num,den6); [re3,im3]=nyquist(num,den8); plot(re1,im1,re2,im2,re3,im3); title('富苏+1030070227') grid on;

七、思考题

1、在波特图中,二阶系统的转折频率是多少?如何从G(s)表达式求得转折频率?经过转折频率之后,对数幅频特性曲线的斜率变为多大?

答:由实验图像可看出,转折频率位Wn=1rad/s,将G(s)化成标准形式,得到转折频率为Wn,经过转折频率后,对数幅频特性曲线的斜率变为-40dB. 2、当阻尼比小于多少时,此二阶系统有谐振现象出现? 答:当0


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