《自动控制原理》实验报告 典型环节的阶跃响应.docx

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《自动控制原理》实验报告典型环节的阶跃响应

成绩：

＿＿＿＿

大连工业大学

《自动控制原理》实验报告

实验1典型环节的阶跃响应

专业名称：

自动化

班级学号：

自动化10I－JK

学生姓名：

ABCD

指导老师：

EFGH

实验日期：

年月日

一、实验目的

1、熟悉各种典型环节的阶跃响应曲线；

2、了解参数变化对典型环节动态特性的影响。

二、实验原理

实验任务

1、比例环节（

）

从图0-2的图形库浏览器中拖曳Step（阶跃输入）、Gain（增益模块）、Scope（示波器）模块到图0-3仿真操作画面，连接成仿真框图。

改变增益模块的参数，从而改变比例环节的放大倍数

，观察它们的单位阶跃响应曲线变化情况。

可以同时显示三条响应曲线，仿真框图如图1-1所示。

2、积分环节（

）

将图1-1仿真框图中的Gain（增益模块）换成TransferFcn（传递函数）模块，设置TransferFcn（传递函数）模块的参数，使其传递函数变成

型。

改变TransferFcn（传递函数）模块的参数，从而改变积分环节的

，观察它们的单位阶跃响应曲线变化情况。

仿真框图如图1-2所示。

3、一阶惯性环节（

）

将图1-2中TransferFcn（传递函数）模块的参数重新设置，使其传递函数变成

型，改变惯性环节的时间常数

，观察它们的单位阶跃响应曲线变化情况。

仿真框图如图1-3所示。

4、实际微分环节（

）

将图1-2中TransferFcn（传递函数）模块的参数重新设置，使其传递函数变成

型，（参数设置时应注意

）。

令

不变，改变TransferFcn（传递函数）模块的参数，从而改变

，观察它们的单位阶跃响应曲线变化情况。

仿真框图如图1-4所示。

5、二阶振荡环节（

）

将图1-2中TransferFcn（传递函数）模块的参数重新设置，使其传递函数变成

型（参数设置时应注意

），仿真框图如图1-5所示。

（1）令

不变，

取不同值（

），观察其单位阶跃响应曲线变化情况；

（2）令

=0.2不变，

取不同值，观察其单位阶跃响应曲线变化情况。

6、延迟环节（

）

将图1-2仿真框图中的TransferFcn（传递函数）模块换成TransportDelay（时间延迟）模块，改变延迟时间

，观察单位阶跃响应曲线变化情况。

仿真框图如图1-6所示。

三、实验结果

1、比例环节仿真结果

图1-1比例环节仿真框图

分析：

2、积分环节仿真结果

图1-2积分环节仿真框图

分析：

3、一阶惯性环节仿真结果

图1-3惯性环节仿真框图

分析：

4、实际微分环节仿真结果

图1-4实际微分环节仿真框图

分析：

5、实际微分环节仿真结果

图1-5二阶振荡环节仿真框图

分析：

6、延迟环节仿真结果

图1-6延迟环节仿真框图

分析：

四、实验体会

本次实验我了解了MATLAB桌面和命令窗口以及菜单栏里面基本功能，初步了解SIMULINK功能模块的使用方法。

学会了如何改变SCOPE中的波形背景颜色等，MATLAB中SIMULINK是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包，利用SIMULINK功能模块可以快速的建立控制系统的模型，进行仿真和调试。

在实验中，我通过SIMULINK功能模块建立控制系统各个典型环节的模型，进行仿真和调试，得到了各个典型环节在单位阶跃信号作用下的响应波形，通过观察各个典型环节在单位阶跃信号作用下的动态特性，我了解各参数变化对典型环节特性的影响，同时也加深了我对各典型环节响应曲线的理解，更有利于以后的学习。