没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
试验二用MATLAB建立传递函数模型.pdf
1.该资源内容由用户上传,如若侵权请联系客服进行举报
2.虚拟产品一经售出概不退款(资源遇到问题,请及时私信上传者)
2.虚拟产品一经售出概不退款(资源遇到问题,请及时私信上传者)
版权申诉
0 下载量 31 浏览量
2023-09-01
19:13:41
上传
评论 2
收藏 3.81MB PDF 举报
温馨提示
试读
71页
试验二用MATLAB建立传递函数模型.pdf
资源推荐
资源详情
资源评论
《自动控制原理》
实验指导书
北京科技大学自动化学院控制科学与工程系
2013 年 4 月
自动控制原理实验指导书
I
目 录
实验一 典型系统的时域响应和稳定性分析 ................................................... 1
实验二 用 MATLAB 建立传递函数模型 ......................................................... 5
实验三 利用 MATLAB 进行时域分析 ........................................................... 13
实验四 线性定常控制系统的稳定分析 ......................................................... 25
实验五 利用 MATLAB 绘制系统根轨迹 ....................................................... 29
实验六 线性系统的频域分析 ......................................................................... 37
实验七 基于 MATLAB 控制系统频域法串联校正设计 ............................... 51
附录 1 MATLAB 简介 ...................................................................................... 58
附录 2 SIMULINK 简介 ................................................................................... 67
自动控制原理实验指导书
1
实验一 典型系统的时域响应和稳定性分析
一、实验目的
1.研究二阶系统的特征参量 (ξ、ω
n
) 对过渡过程的影响。
2.研究二阶对象的三种阻尼比下的响应曲线及系统的稳定性。
3.熟悉 Routh 判据,用 Routh 判据对三阶系统进行稳定性分析。
二、实验设备
PC 机一台,TD-ACC
+
教学实验系统一套。
三、实验原理及内容
1.典型的二阶系统稳定性分析
(1) 结构框图:如图 1-1 所示。
T S+1
R(S)
C(S)
K1
+
_
T S
1
1
0
E (S)
图 1-1
(2) 对应的模拟电路图:如图 1-2 所示。
r(t)
_
2 0K
2 0K
_
R
2 00 K
-C(t)
_
5 00 K
2 uF
1 uF
2 0K
_
1 0K
1 0K
C (t)
输出测量端
输出
输入
图 1-2
(3) 理论分析
系统开环传递函数为:G(s)=?
开环增益: K=?
先算出临界阻尼、欠阻尼、过阻尼时电阻 R 的理论值,再将理论值应用于模拟
自动控制原理实验指导书
2
电路中,观察二阶系统的动态性能及稳定性,应与理论分析基本吻合。在此实验中
由图 1-2,可以确地 1-1 中的参数。
0
?T
,
1
?T
,
1
?K
?K
系统闭环传递函数为:
( ) ?W s
其中自然振荡角频率:
?
n
;阻尼比:
?
。
2.典型的三阶系统稳定性分析
(1) 结构框图:如图 1-3 所示。
T S+1
R(S)
K2+
_
T S
1
20
E (S)
T S+1
C(S)
K1
1
图 1-3
(2) 模拟电路图:如图 1-4 所示。
r(t)
_
20K
20K
_
R
100K
C(t)
_
100K
1uF
1uF
20K
_
10K
10K
测量端
输入
_
5 00 K
2 uF
输出
5 00 K
图 1-4
(3) 理论分析
系统的开环传函为:
( ) ( ) ?G s H s
系统的特征方程为:
1 ( ) ( ) 0G s H s
。
(4) 实验内容
实验前由 Routh 判断得 Routh 行列式为:
S
3
S
2
S
1
S
0
为了保证系统稳定,第一列各值应为正数,因此可以确定
自动控制原理实验指导书
3
系统稳定 K 值的范围
系统临界稳定 K
系统不稳定 K 值的范围
四、实验步骤
1)将信号源单元的“ST”端插针与“S”端插针用“短路块”短接。由于每个运
放单元均设置了锁零场效应管,所以运放具有锁零功能。将开关分别设在“方波”档
和“500ms~12s”档,调节调幅和调频电位器,使得“OUT”端输出的方波幅值为
1V,周期为 10s 左右。
2.)典型二阶系统瞬态性能指标的测试
(1) 按模拟电路图 1-2 接线,将 1 中的方波信号接至输入端,取 R = 10K
Ω
。
(2) 用示波器观察系统响应曲线 C(t),测量并记录超调 M
P
、峰值时间 t
p
和调节时
间 t
S
。
(3) 分别按 R = 20K
Ω
;40K
Ω
;100K
Ω
;改变系统开环增益,观察响应曲线 C(t),
测量并记录性能指标 M
P
、t
p
和 t
S
,及系统的稳定性。并将测量值和计算值进行比较 (实
验前必须按公式计算出)。将实验结果填入表 1-1 中。
3)典型三阶系统的性能
(1) 按图 1-4 接线,将 1 中的方波信号接至输入端,取 R = 30K
Ω
。
(2) 观察系统的响应曲线,并记录波形。
(3) 减小开环增益 (R = 41.7K
Ω
;100K
Ω
),观察响应曲线,并将实验结果填入表
1-3 中。表 1-3 中已填入了一组参考测量值,供参照。
五、实验现象分析
1)典型二阶系统瞬态性能指标实验测试值
表 1-1
参数
项目
R
(KΩ)
K ω
n
ξ
C
(t
p
)
C
(∞)
M
P
(%) t
P
(s) t
S
(s)
响
应
情
况
理
论
值
测
量
值
理
论
值
测
量
值
理
论
值
测
量
值
0<ξ<1
欠阻尼
10
50
ξ=1
临界
阻尼
160
ξ> 1
过阻尼
200
剩余70页未读,继续阅读
资源评论
hhappy0123456789
- 粉丝: 61
- 资源: 5万+
下载权益
C知道特权
VIP文章
课程特权
开通VIP
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功