机械工程控制实验报告.docx
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机械工程控制实验报告
机
械
工
程
控
制
基
础
实
验
报
告
实验时间：
2013.11.26
实验地点：
机械工程学院405实验室
实验名称：
机械工程控制实验
小组成员：
王云龙周易
实验内容：
1、系统模型的建立
2、时域分析
3、频域分析
1.求传递函数，建立系统数学模型
（1）G（s）=（s3+4s2+3s+2）/{s2（s+1）[（s+4）2+4]}
（2）G（s）=[4（s+2）（s2+6s+6）2]/[s（s+1）3（s3+3s2+2s+5）]
（1）
num=1*[1,4,3,2]
den=conv（conv（conv（[1,0],[1,0]）,[1,1]）,[1,8,20]）
G=tf（num,den）
Transferfunction:
s^3+4s^2+3s+2
-----------------------------
s^5+9s^4+28s^3+20s^2
（2）
num=4*conv（conv（[1,2],[1,6,6]）,[1,6,6]）
den=conv（conv（conv（conv（[1,0],[1,1]）,[1,1]）,[1,1]）,[1,3,2,5]）
G=tf（num,den）
Transferfunction:
4s^5+56s^4+288s^3+672s^2+720s+288
-----------------------------------------------------
s^7+6s^6+14s^5+21s^4+24s^3+17s^2+5s
2．构造三阶以上的传递函数多项式表达式，并将该模型转换成零极点增益模型。
num=[1,1]
den=conv（conv（conv（[1,0],[1,0]）,[1,3]）,[1,2]）
G=tf（num,den）
[z,p,k]=tf2zp（num,den）
Transferfunction:
s+1
-------------------
s^4+5s^3+6s^2
z=-1
p=
0
0
-3.0000
-2.0000
k=1
3.时域分析
（1）利用MATLAB求出系统的单位阶跃、斜坡、脉冲响应并且在同一张图上绘制系统的响应曲线，通过曲线分析系统的性能。
num=10
den=[1,2,10]
G=tf（num,den）
num1=10
den1=[1,2,10,0]
G1=tf（num1,den1）
t=[0:
0.01:
20]
[y1,T]=impulse（G,t）
[y2,T]=step（G,t）
[y3,T]=step（G1,t）
plot（T,y1,'b',T,y2,'r',T,y3,'g'）
legend（'impulse','step','ramp'）
xlabel（'t（sec）'）,ylabel（'x（t）'）
gridon
（2）构造高阶系统进行时时域分析，并判断系统的稳定性。
num=[1,2,3,4,5]
den=[1,2,3,4,5,6]
pzmap（num,den）
[p,z]=pzmap（num,den）
p=
0.5517+1.2533i
0.5517-1.2533i
-1.4918
-0.8058+1.2229i
-0.8058-1.2229i
z=
0.2878+1.4161i
0.2878-1.4161i
-1.2878+0.8579i
-1.2878-0.8579i
由图知，系统在正半轴有根，则系统闭环不稳定。
>>num=[1,2,3,4,5]
den=[1,2,3,4,5,6]
G=tf（num,den）
step（G）
4.时域分析，单位阶跃响应、斜坡响应、脉冲响应并在同一张图上绘制系统的响应曲线并分析系统的性能。
num=26
den1=conv（[1,6],[1,-1]）
G=tf（num,den1）
den2=conv（conv（[1,6],[1,-1]）,[1,-2]）
G2=tf（num,den2）
subplot（1,2,1）;Nyquist（G）
subplot（1,2,2）;Nyquist（G2）
num=
26
den1=
15-6
Transferfunction:
26
-------------
s^2+5s-6
den2=
13-1612
Transferfunction:
26
-----------------------
s^3+3s^2-16s+12
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