控制系统的时域分析.docx

1、控制系统的时域分析实 验 报 告（ 2015/ 2016 学年 第一学期）课程名称自动控制原理实验名称控制系统的时域分析实验时间2015年 10月21日指导单位自动化学院指导教师袁德明学生姓名班级学号学院(系)电气工程 专 业自动化 实 验 报 告实验名称控制系统的时域分析指导教师袁德明实验类型验证实验学时2实验时间2015年10月21日一、实验目的1 观察控制系统的时域响应；2 记录单位阶跃响应曲线；3 掌握时间响应分析的一般方法；4 初步了解控制系统的调节过程。二、实验步骤：1 将实验一代码这个文件夹拷贝到桌面上;2 开机进入Matlab6.1运行界面;3 通过下面方法将当前路径设置为实验

2、一代码这个文件夹所在的路径4 Matlab指令窗后面输入指令：con_sys; 进入本次实验主界面。5 分别双击上图中的三个按键，依次完成实验内容。6 本次实验的相关Matlab函数：传递函数G=tf(num,den)可输入一传递函数，其中num、den分别表示分子、分母按降幂排列的系数。 如 的num和den分别是num=1 4和den=1 1 0，则此时的传递函数G的Matlab代码是：G=tf(1 4，1 1 0)或G=tf(num,den)。 如 的num和den分别是num=1 4和den=conv（1 0.2，1 2），则此时的传递函数G的Matlab代码是：G=tf(1 4，co

3、nv（1 0.2，1 2）或G=tf(num,den)。3、实验内容：1 观察一阶系统G=1/(T+s)的时域响应：取3个不同的时间常数T，分别观察该时间常数下系统的四个典型响应：脉冲响应、阶跃响应、斜坡响应以及单位加速度响应。将实验结果图记录下来，利用Alt+ Prisc组合按钮实现截图。T=4脉冲响应阶跃响应斜坡响应加速度响应T=5脉冲响应阶跃响应斜坡响应加速度响应T=6脉冲响应：阶跃响应：斜坡响应：加速度响应2 二阶系统的时域性能分析：(1) 固定自然频率与阻尼比，调节响应时间滑块，记录阶跃响应最终出现稳定值时的实验结果，包括极点分布图与阶跃响应图。(2) 调节自然频率与阻尼比，要求：T

4、r0.56s；Tp1.29s；Ts5.46；超调不大于5.记录下满足上述要求的自然频率与阻尼比的2组数据，以及对应的极点分布图与阶跃响应图。(3) 结合系统的零极点图，观察自然频率与阻尼比对极点位置的影响，固定自然频率，改变阻尼比，记录2组实验结果。(4) 结合时域响应图，观察自然频率与阻尼比对阶跃响应的影响，固定阻尼比，改变自然频率，记录2组实验结果。3 观察比例-微分校正与测速反馈对二阶系统性能的改善。(1).按原始的调节参数输入K1=1、K2=1、K3=0、K4=0，调节时间滑块，记录阶跃响应最终出现稳定值时的极点分布图与阶跃响应图。(2).固定K1=1、K2=1、K3=0、K4=0，采

5、用2个不同的传递函数G输入，观察各项性能指数，记录实验结果。(3).固定K1=1、K2=1、K4=0，G的情况下，分别取2个不同的K3，观察比例-微分控制对系统性能的改善，记录实验结果。(4).固定K1=1、K2=1、K3=0，G的情况下，分别取2个不同的K4，观察测速反馈对系统性能的影响，记录实验结果。(5).固定K1=1、K2=1、G的情况下，调节2组参数K3、K4的不同组合，使系统阶跃响应满足： 上升时间Tr3.5s； 超调量 2%. 四实验小结（包括问题和解决方法、心得体会、意见与建议等） 这次实验并不难，老师已经把程序给我们了，通过这次试验观察控制系统的时域响应，掌握时间响应分析的一般方法初步，了解控制系统的调节过程。五、指导教师评语 成 绩批阅人日 期