MATLAB实验报告四有错慎用Word格式文档下载.docx
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2）要求开环系数k>
=40,截止角频率w>
=5rad/s;
3）要求开环系数k>
=20rad/s;
求解过程：
1）原系统响应曲线：
num=1;
den1=[10];
den2=[0.1,1];
den3=[0.01,1];
den=conv（den1,conv（den2,den3））
sys=tf（num,den）
figure
（1）;
step（num,den）
figure
（2）;
bode（num,den）
2）满足目标
（1）——超前校正
代码：
gama=55;
wc=50;
a=（1+sin（gama*pi/180））/（1-sin（gama*pi/180））
T=1/（wc*sqrt（a））
num=[000100];
numa=[a*T1]
dena=[T1]
numao=conv（num,numa）;
denao=conv（den,dena）;
bode（numao,denao）
[numac,denac]=cloop（numao,denao,-1）;
step（numac,denac）;
求得校正装置：
从图克看出系统的截止频率从2rad/s后移到月45rad/s处，对应的相角裕度为40，满足m>
=30
3）满足目标
（2）——滞后校正
wc=5;
g=25;
beta=10^（g/20）;
T=4/wc;
wt=logspace（-2,2）;
numb=[T1]
denb=[beta*T1];
numbo=conv（num,numb）;
denbo=conv（den,denb）;
figure（3）;
bode（numbo,denbo,wt）;
[numbc,denbc]=cloop（numbo,denbo,-1）;
figure（4）;
step（numbc,denbc）;
K（s）=
从图可看出系统的截止频率从20rad/s前移到约5rad/s处，对应的相角裕度为50，满足m>
=40。
4）满足目标（3）——滞后超前校正
超前校正：
den2=[0.1,1]
den=conv（den1,conv（den2,den3））;
gama=50;
wc=20;
T1=1/（wc*sqrt（a））
numa=[a*T11]
dena=[T11];
numao=conv（numa,num）;
denao=conv（dena,den）;
figure（5）;
figure（6）;
滞后校正：
dena=[T11]
bode（numao,denao）求得滞后超前校正装置:
g=14;
wt=logspace（-1,3）;
denb=[beta*T1]
numo=conv（conv（num,numa）,numb）;
deno=conv（conv（den,dena）,denb）;
figure（7）;
bode（numo,deno,wt）
[numc,denc]=cloop（numo,deno,-1）;
figure（8）;
step（numc,denc）;
从阶跃曲线性能指标分析结果令人满意的，系统的超调量约10%振荡次数不超过两次。
小结：
通过比较不同的性能指标要求和校正装置的实现的方式，我们可以发现下面的规律：
如果希望的截止角频率明显高于原系统的截止角频率，一般采用超前校正，在新的截止角频率处提供一定的相角超前量；
如果希望的截止角频率明显低于原系统的截止角频率，并且在新的截止角频率处系统的增益大于10db,则一般采用滞后校正，将新的截止角频率处系统的增益下调接近为0；
如果希望的截止角频率和原系统的截止角频率差不多，但相角裕度要求高，一般采用滞后超前校正，在新的截止角频率处提供一定的相角超前量，并将其增益下调为接近0db。
题目二实验五直流电动机双闭环调速系统的仿真
要求：
（1）运用Matlab语言中的模型连接函数，节点移动等知识求系统的传递函数；
（2）运用Matlab语言编写程序求出系统阶跃响应曲线，运用控制系统时域分析法分析系统的响应的性能指标；
（3）利用Simunlink进行仿真并用示波器观察系统的节约响应曲线；
调整速度调节器值（a分别取0.17、0.5、1.0、1.5不同4个值），并在示波器上同时显示4条系统的阶跃曲线；
（4）根据系统响应曲线分析，求出系统的最优参数。
直流电动机双闭环调系统同结构图
系统阶跃响应曲线图
a=[0.17,0.5,1.0,1.5]
t=linspace（0,10,100）'
fori=1:
4;
num0=0.1
den0=[0.011]
G0=tf（num0,den0）
num1=[a（i）1]
den1=[0.0850]
G1=tf（num1,den1）
num2=0.1
den2=[0.011]
G2=tf（num2,den2）
num3=[0.151]
den3=[0.0510]
G3=tf（num3,den3）
num4=[70]
den4=[0.00671]
G4=tf（num4,den4）
num5=[0.21]
den5=[0.151]
G5=tf（num5,den5）
num6=[130]
den6=[10]
G6=tf（num6,den6）
num8=[0.0044]
den8=[0.011]
G8=tf（num8,den8）
[num12,den12]=series（num1,den1,num2,den2）;
G12=tf（num12,den12）
[num34,den34]=series（num3,den3,num4,den4）;
G34=tf（num34,den34）
[num56,den56]=series（num5,den5,num6,den6）;
G56=tf（num56,den56）
Fb_1=feedback（G56,0.212）
G36=series（G34,Fb_1）
numa=[10];
dena=130;
WeiFen1=tf（numa,dena）
Gw=series（G2,WeiFen1）
Fb_2=feedback（G36,Gw）
G16=series（G12,Fb_2）
Fb_3=feedback（G16,G8）
G=series（G0,Fb_3）
sys=tf（G）
y（:
i）=step（sys,t）;
end
plot（t,y（:
1:
4））
grid
gtext（'
a=0.17'
）
a=0.5'
a=1.0'
a=1.5'
化简图
由该系统的阶跃响应图可以看出，随着a值的增加，系统达到稳定状态的时间缩短，超调也减小。
其中，取a=1.5或a=1.0时系统能快速的达到稳定状态，超调也小，考虑到成本和实现的难易程度，且两者差别不大，取a=1.0最佳。
题目三
一个闭环系统，其中系统的前向通道的传递函数为，
PID控制器的传递函数
KP,TI,TD分别为：
1,Kp=0.2316;
2,Kp=0.2086,Ti=7.3333;
3,Kp=0.3,Ti=4.84,Ta=1.1
试用Simulink对该闭环系统进行仿真，要求观测器单位阶跃曲线。
比较三种控制方式的系统阶跃响应，给出结论。
（1）Kp增大，系统的响应速度加快，幅值增高。
但Kp不能过大否则系统会不稳定。
（2）PI的作用可以消除静差，Ti值影响系统的响应速度和超调量。
Ti增大，超调量变小，响应速度变慢。
反之则超调量变大，响应速度变快。
（3）Td值影响系统的响应速度和峰值。
Td增大响应加快，峰值提高。
心得：
通过这次的仿真，我了解到了一种更高效更便捷的分析系统的方法——利用simunlink绘制结构图，在得出其阶跃曲线。
不过由于刚刚接触，还有很多库里的文件不会使用。
常常出错，导致最后运行时报错，找半天都找不到错在哪。
还好有网可以XX。
MATLAB仿真挺好的，就是刚学起来不好上手，需要一定的编程知识和数学常识，尤其在绘制一些函数时要用到一些特有的公式。
有需要以后还是得好好看看。
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