自动控制原理实验评测报告mathlab建模Word文件下载.docx
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2）零、极点形式的传递函数
课本例2.24上机操作过程如下：
3）分子、分母为因式乘积形式的传递函数
课本例2.25上机操作过程如下：
2.Simulink建模
①课本例题上机操作如下：
设单位反馈系统的开环传递函数为：
将其转换成Simulink框图，输入为阶跃信号，它的Simulink框图如下所示：
2比例环节
和
的SIMULINK图形建模操作如下；
比例环节
的SIMULINK图形如下图所示：
的SIMULINK图形
3.课后练习
用matlab求下列函数的拉氏变换<
习题2-1），上机操作过程如图所示：
实验二：
在MATLAB中算特征根及绘制根轨迹图
1．掌握MATLAB下的根轨迹绘制方法；
2．学会利用根轨迹进行系统分析。
1）例3-21试利用MATLAB函数求例3.1中k=2.k=20时系统的特征根，并分别判定稳定性。
上机操作过程如下：
>
num=[2]。
den=conv（[10],conv（[0.11],[0.251]>
。
g=tf（num,den>
sys=feedback（g,1>
pzmap（sys>
p=pole（sys>
p=
-11.0314
-1.4843+2.2470i
-1.4843-2.2470i
2）例3-22二阶系统如图3.13所示，设Wn=1,试研究系统的单位阶跃响应与参数
的关系。
w=1。
num=w^2。
figure（1>
holdon。
forx=0.2:
0.1:
1.2
den=[12*x*ww^2]。
sys=tf（num,den>
step（sys>
end
gridon
3）开环传递函数
绘制其闭环根轨迹。
上机输入程序如下：
z=[]。
p=[0,-1,-2]。
k=1。
sys=zpk（z,p,k>
rlocus（sys>
运行结果：
4）例4-20利用MATLAB程序绘制例4-11的广义根轨迹
上机输入程序如下:
num=[1]。
den=[120]。
rlocus（g>
holdon
fork1=0.1:
0.2:
3
num=[1]。
den=[12k10]。
sys=tf（num,den>
rlocus（sys>
运行结果如下:
5）习题4-1设单位反馈系统的开环传递函数为
，
试用解读法绘制增益K从0→
变化时的闭环根轨迹，用MATLAB绘制出。
上机输入程序如下。
den=conv（[10],[110]>
rlocus（num,den>
运行结果如下：
实验三：
控制系统的频域分析法
1．掌握用MATLAB语句绘制各种频域曲线。
2．掌握控制系统的频域分析方法。
1）例题1.系统的开环传递函数为
绘制Bode图、Nyquist曲线和Nichols曲线的MATLAB程序如下：
num=[10]。
den=conv（[21],conv（[11],[0.11]>
gh=tf（num,den>
figure（1>
bode（gh>
grid
figure（2>
nyquist（gh>
figure（3>
nichols（gh>
Ngrid
执行后的Bode图、Nyquist曲线和Nichols曲线为：
2）典型二阶系统
绘制出
，0.3，0.5，0.8，2的bode图，记录并分析
对系统bode图的影响。
num=[0036]。
den1=[11.236]。
den2=[13.636]。
den3=[16.036]。
den4=[19.636]。
den5=[12436]。
w=logspace（-2,3,100>
bode（num,den1,w>
text（4.2,-15,'
¦
Î
=0.1'
hold
bode（num,den2,w>
text（2.5,-22,'
=0.3'
bode（num,den3,w>
text（13.5,-150,'
=0.5'
bode（num,den4,w>
text（24,-157,'
=0.8'
bode（num,den5,w>
text（1.4,-45,'
=2.0'
实验四：
控制系统的设计
2．掌握控制系统的校正设计方法。
1）试利用MATLAB命令完成例6.9的控制系统设计。
，设k=100。
MATLAB的程序如下：
k=100。
num=[k]。
den=conv（[10],[0.11]>
Gp=tf（num,den>
[h0,r0,wg0,wc0]=margin（Gp>
wm=40。
L=bode（Gp,wm>
Lwc=20*log10（L>
a=10^（-0.1*Lwc>
T=1/（wm*sqrt（a>
phi=asin（（a-1>
/（a+1>
Gc=（1/a>
*tf（[a*T1],[T1]>
Gc=a*Gc。
G=series（Gc,Gp>
bode（G,Gp,'
--'
[h,r,wg,wc]=margin（G>
执行的结果如下：
第一次校正得到的Bode图
2）试用MATLAB命令完成例6.1的控制系统设计。
设单位反馈系统的开环传递函数为
程序如下：
den=conv（[10],conv（[11],[15]>
num=[4.17]
sys1=feedback（sys,1>
figure
step（sys1>
执行结果如下：
校正前系统的根轨迹
校正前系统的阶跃响应
1.选取校正装置的极点
，于是矫正装置的零点为
，故滞后校正装置的传递函数为:
num=0.1*[10.1]。
den=conv（conv（[10],[10.01]>
conv（[11],[15]>
num1=4.17*[10.01]。
sys1=tf（num1,den>
sys2=feedback（sys1,1>
step（sys2>
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