自控仿真实验报告
兰州理工大学
《自动控制原理Ⅰ》MATLAB分析与设计
仿真实验报告
院系：电信学院
班级：自动化卓越班
姓名：
学号：
时间： 2018 年 5 月 30 日
电气工程与信息工程学院
《自动控制原理》MATLAB分析与设计仿真实验任务书（2018）
自控仿真实验报告
一、仿真实验内容及要求
1．MATLAB 软件
要求学生通过课余时间自学掌握MATLAB 软件的基本数值运算、基本符号运算、基本程序设计方法及常用的图形命令操作；熟悉MATLAB 仿真集成环境Simulink 的使用。
2．各章节实验内容及要求
1）第三章 线性系统的时域分析法
? 对教材第三章习题3-5系统进行动态性能仿真，并与忽略闭环零点的系统动态性能进行比较，分析仿真结果；
? 对教材第三章习题3-9系统的动态性能及稳态性能通过仿真进行分析，说明不同控制器的作用；
? 在MATLAB 环境下选择完成教材第三章习题3-30，并对结果进行分析；
? 在MATLAB 环境下完成英文讲义P153.E3.3；
? 对英文讲义中的循序渐进实例“Disk Drive Read System”，在100=a K 时，试采用微分反馈控制方法，并通过控制器参数的优化，使系统性能满足%5%,σ<
3250,510s ss t ms d -≤<?等指标。
2）第四章 线性系统的根轨迹法
? 在MATLAB 环境下完成英文讲义P157.E4.5；
? 利用MATLAB 绘制教材第四章习题4-5；
? 在MATLAB 环境下选择完成教材第四章习题4-10及4-17，并对结果进行分析； ? 在MATLAB 环境下选择完成教材第四章习题4-23，并对结果进行分析。
3）第五章 线性系统的频域分析法
? 利用MATLAB 绘制本章作业中任意2个习题的频域特性曲线；
4）第六章 线性系统的校正
? 利用MATLAB 选择设计本章作业中至少2个习题的控制器，并利用系统的单位阶跃响应说明所设计控制器的功能；
? 利用MATLAB 完成教材第六章习题6-22控制器的设计及验证；
? 对英文讲义中的循序渐进实例“Disk Drive Read System”，试采用PD 控制并优化控制器参数，使系统性能满足给定的设计指标ms t s 150%,5%<<σ。
二、仿真实验时间安排及相关事宜
1．依据课程教学大纲要求，仿真实验共6学时，教师应在第3学周下发仿真任务书，并按课程进度安排上机时间；学生须在实验之前做好相应的准备，以确保在有限的机时内完成仿真实验要求的内容；
2．实验完成后按规定完成相关的仿真实验报告；
3．仿真实验报告请参照有关样本制作并打印装订。
自控仿真实验报告
自动化系《自动控制原理》课程组
2018年3月26日
自控仿真实验报告
例3-5
解：MATLAB程序如下：
自控仿真实验报告
例3-9
解：MATLAB程序如下：
自控仿真实验报告
例E3-3
解：MATLAB程序如下：
Gps=tf([72.58],[1 72.58]);
Gcs=tf(conv([39.68],[1 72.58]),[1]); G1s=tf([5],[1]);
G2s=tf([1],[1 20 0]);
自控仿真实验报告
Gl=series(Gcs,G1s);
G2=series(G1,G2s);
G3=feedback(G2,1,-1);
sys=series(G3,Gps);
t=0:0.01:0.1;
figure
step(sys,t);grid;
例DDRS
解：MATLAB程序如下：
自控仿真实验报告
例E4-5
解：MATLAB程序如下：
G=tf([1],[1 -1 0]);
figure(1)
rlocus(G);title('第一题的根轨迹图'); num=[1 2];
den=[1 20];
自控仿真实验报告
Gc=tf(num,den);
sys=series(Gc,G);
figure(2)
rlocus(sys);title('第二题的根轨迹图'); 例4-5-(3)
解：MATLAB程序如下：
G=tf([1],[1 10.5 43.5 79.5 45.5 0]); subplot(211);
pzmap(G);
subplot(212);
rlocus(G);
自控仿真实验报告
例4-10
解：MATLAB程序如下：
%当H(s)=1
num=1;
den=conv([1 2 0],[1 5]);
G=tf(num,den);
figure(1);
rlocus(G);title('第一题根轨迹图'); %当H(s)=1+2s?num1=[2?1];?
G1=tf(num1,den);
figure(2);
rlocus(G1);title('第二题根轨迹图');
自控仿真实验报告
例5-8
解：MATLAB程序如下：
自控仿真实验报告
例5-10
自控仿真实验报告
解：MATLAB程序如下：
num=[1 1];
den=conv([0.5 1 0],[1/9 1/3 1]); G=tf(num,den);
figure(1);
margin(G);
figure(2);
nichols(G);grid;
自控仿真实验报告
figure(3); nyquist(G);
例6-1
自控仿真实验报告
解：MATLAB程序如下：
K=6;
G0=tf(K,[conv([0.2,1,0],[0.5,1])]); Gc=tf([0.4,1],[0.08,1]);
G=series(Gc,G0);
G1=feedback(G0,1);
G11=feedback(G,1);
figure(1);
subplot(211);margin(G0);grid subplot(212);margin(G);grid figure(2)
step(G1,'r',G11,'b--');grid
自控仿真实验报告
例6-5
解：MATLAB程序如下：
自控仿真实验报告
自控仿真实验报告
例6-7
自控仿真实验报告
解：MATLAB程序如下：
G=tf(400,[conv([1,0,0],[0.01,1])]);
% 图(a)校正网络和校正后系统的开环和闭环传递函数
Gc1=tf([1 1],[10 1]);G1=series(G,Gc1);G11=feedback(G1,1);
% 图(b)校正网络和校正后系统的开环和闭环传递函数
Gc2=tf([0.1,1],[0.01 1]);G2=series(G,Gc2);G21=feedback(G2,1); % 图(c)校正网络和校正后系统的开环和闭环传递函数
Gc3=tf([conv([0.5,1],[0.5 1])],[conv([10,1],[0.025,1])]);
G3=series(G,Gc3);G31=feedback(G3,1);
figure(1);
subplot(221);margin(G11);
subplot(222);margin(G21);
subplot(223);margin(G31);
figure(2);step(G11);grid;
figure(3);step(G21,'r',G31,'b--');
grid;
自控仿真实验报告
例DDRS
解：MATLAB程序如下：
Gps=tf([72.58],[1 72.58]);
Gcs=tf(conv([39.68],[1 72.58]),[1]); G1s=tf([5],[1]);
G2s=tf([1],[1 20 0]);
Gl=series(Gcs,G1s);
G2=series(G1,G2s);
G3=feedback(G2,1,-1);
sys=series(G3,Gps);
t=0:0.01:0.1;
figure
step(sys,t);grid;
自控仿真实验报告
例7-20
解：MATLAB程序如下：
百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说成教大学《自动控制原理Ⅰ》MATLAB分析与设计在线全文阅读。
相关推荐：