Simulink分析系统时域响应

自动控制理论实验 实验四 Simulink分析系统时域响应 汤洋 0906151班 学号：1090610205 实验四 Simulink分析系统时域响应 一、 实验目的 1、学习使用Simulink搭建系统模型的方法； 2、学习使用Simulink进行系统仿真并进行调试。 二、 实验设备 Pc机一台，MATLAB软件。 三、实验举例 已知单位反馈系统的开环传递函数为： 求：系统在输入 时的稳态误差 解： 1、理论计算 在 时作用下， 在 时作用下， 则系统在两个信号同时作用下的稳态误差为 2、仿真验证 1）、运行MATLAB,键入Simulink回车，出现Simulink library Browser界面，打开file → New → Model→出现新建模型窗口。 2）、在窗口左边选 Simulink → Sources → Step阶跃信号模块 ，选中后按住鼠标左键不放，将它拖到新建模型窗口中，双击Step模块，设置参数。 3）、参考 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 中路径，调用实验中所用模块。 调用实验中所用模块的路径参考表 名称 路径 模块图标 阶跃信号 Simulink → Sources → Step 斜坡信号 Simulink → Sources → Ramp 幅值数字显示器 Simulink → Sinks → Display 示波器 Simulink → Sinks → Scope 相减 Simulink → Math Operations → Subtract 相加 Simulink → Math Operations → add 比较 Simulink → Math Operations → sum 比例 Simulink → Math Operations → Slider Gain 积分 Simulink → Continuous → Integrator 惯性 Simulink → Continuous → Transfer Fcn 反相器 Simulink → Math Operations →Gain 4）、连接模块的操作方法：用鼠标指向源模块的输出端口，当鼠标变成十字形时按住鼠标左键不放，然后拖动鼠标指向目标模块输入端口后松开。 5）、点击simulation → Star 运行。双击示波器（Scope）模块，观察响应波形。 仿真框图 仿真结果 四、实验内容 1、典型环节单位阶跃响应曲线 （1）二阶振荡环节 （2）三阶系统 求：1）各典型环节单位阶跃响应结构图 ①二阶振荡环节 ②三阶系统 2)观察记录示波器Scope中各典型环节的单位阶跃响应曲线 ①二阶振荡环节 ②三阶系统 由响应曲线可以看出：K=5时，系统稳定（衰减振荡）。 K=12时，系统临界稳定（等幅振荡）。 K=15时，系统不稳定（发散振荡）。 2、已知系统如图所示，若输入信号r（t）=1（t），扰动信号n=0.1*1（t）， 求：1）仅在输入信号r（t）=1（t）作用下，令扰动信号n=0.在示波器Scope中观察系统的单位阶跃响应曲线并读出单位阶跃响应误差 。 结构图 响应曲线 由响应曲线看出：单位阶跃响应误差为 。 2）仅在扰动信号n=0.1*1（t）作用下，令输入信号r（t）=1（t）=0.在示波器Scope中观察系统的单位阶跃响应曲线并读出单位阶跃响应误差 。 响应曲线 由响应曲线看出：单位阶跃响应误差为 。 3）求出系统总的稳态误差。 响应曲线 由响应曲线看出：总的稳态误差为 。 四、实验步骤 1）、运行MATLAB,键入Simulink回车，出现Simulink library Browser 界面，打开file → New → Model→出现新建模型窗口。 2）、在窗口左边选 Simulink → Sources → Step阶跃信号模块 ，选中后按住鼠标左键不放，将它拖到新建模型窗口中，双击Step模块，设置参数。 3）、参考表中路径调用实验中所用模块。 4）、连接模块的操作方法：用鼠标指向源模块的输出端口，当鼠标变成十字形时按住鼠标左键不放，然后拖动鼠标指向目标模块输入端口后松开。 5）、点击simulation → Star 运行。双击示波器（Scope）模块，观察响应波形。 6）、拷贝系统仿真原理图及仿真结果。直接粘贴在word文档上，以备书写实验报告。 自动控制理论实验 实验五 控制系统的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 和校正 汤洋 0906151班 学号：1090610205 实验五 控制系统的设计和校正 一、实验目的 1、学会使用MATLAB绘制控制系统的单位阶跃响应曲线； 2、研究二阶控制系统中 、 对系统阶跃响应的影响 3、使用MATLAB/Simulink观察校正环节对动、静性能的影响。 二、 实验设备 Pc机一台，MATLAB软件。 三、实验举例 已知单位反馈系统被控对象的传递函数为 PID调节器的传递函数为 求：1、串联校正前、后系统的频率特性及单位阶跃响应曲线。 2、 确定串联校正前、后系统的性能指标. 解：1、绘制校正前系统的bode图 >>num=[35] >>den=[0.00001,0.00305 0.215 1 0] >> bode=(num,den) >>grid 从图中 求取的相角裕度为11° 2、绘制校正后系统的bode图 PID调节器的传递函数可写为 >>num=[0.7 105 350] >>den=[0.00001,0.00305 0.215 1 0 0] >>bode=(num,den) >>grid 校正前系统的bode图 图中求取的相角裕度为11° 校正后系统的bode图 从图中求取的相角裕度为45° 3、绘制校正前、后单位阶跃响应曲线 >>num=[10] >>den=[1 2 10] >>step ( num , den ) >>grid 系统校正前的超调量： 调整时间： s 系统校正后的超调量： 调整时间： s 四、实验内容 1、设控制系统原有部分的开环传递函数为 1）要求设计串联校正装置，使系统具有 的性能指标。 校正环节传函 2）绘制校正前、后系统的频率特性及单位阶跃响应曲线。 ① 校正前系统的频率特性 校正后系统的频率特性 由频率特性图中求取校正后的相角裕度为43° ② 校正前系统的单位阶跃响应 校正后系统的单位阶跃响应 2、 设未校正系统原有部分的开环传递函数为 求：1）试设计串联校正装置，使系统满足下列性能指标： ， 校正环节传函为： EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT 校正前系统的频率特性 校正后系统的频率特性 由频率特性图中求取校正后的相角裕度为 2） 用时域响应曲线验证。 阶跃响应曲线 由阶跃响应曲线可以看出：校正后的系统满足所要求的性能指标。 五、实验步骤 1）、计算校正装置参数； 2）、绘制校正前、后系统bode图； 3）、绘制校正前、后系统时域响应曲线； _1234567905.unknown _1234567913.unknown _1234567917.unknown _1234567921.unknown _1234567923.unknown _1234567925.unknown _1234567927.unknown _1234567928.unknown _1234567926.unknown _1234567924.unknown _1234567922.unknown _1234567919.unknown _1234567920.unknown _1234567918.unknown _1234567915.unknown _1234567916.unknown _1234567914.unknown _1234567909.unknown _1234567911.unknown _1234567912.unknown _1234567910.unknown _1234567907.unknown _1234567908.unknown _1234567906.unknown _1234567897.unknown _1234567901.unknown _1234567903.unknown _1234567904.unknown _1234567902.unknown _1234567893.unknown _1234567895.unknown _1234567896.unknown _1234567894.unknown _1234567891.unknown _1234567892.unknown _1234567890.unknown