北京工業(yè)大學(xué)控制工程實驗報告.doc

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控制工程基礎(chǔ)課程 實驗報告 北京工業(yè)大學(xué) 機電學(xué)院 班號 彩虹人 實驗一 控制系統(tǒng)的階躍響應(yīng)實驗 二、實驗內(nèi)容 1、傳遞函數(shù) 圖像結(jié)果： 代碼： num=[10]; den=[1 2 10]; damp(den) Eigenvalue Damping Frequency -1.00e+00 + 3.00e+00i 3.16e-01 3.16e+00 -1.00e+00 - 3.00e+00i 3.16e-01 3.16e+00 (Frequencies expressed in rad/TimeUnit) step(num,den) 實驗值 理論值 峰值Cmax（tp) 1.3509 1.351 峰值時間（tp） 1.0492s 1.047s 過渡時間ts %5 2.518s 3s %2 3.5147s 4s 理論值計算： 2、 3、 4、 ： ： 七、實驗報告要求： （1） 分析系統(tǒng)的阻尼比和無阻尼振蕩頻率對系統(tǒng)階躍響應(yīng)的影響 答：阻尼比決定了振蕩特性,0<<1越小，其階躍響應(yīng)超調(diào)量越大，上升時間越長。,0<<1, 有振蕩＞1，無振蕩。系統(tǒng)無阻尼振蕩頻率越大，階躍響應(yīng)的反應(yīng)速度越快. （2） 分析響應(yīng)曲線的零初值，非零初值與系統(tǒng)模型的關(guān)系 答：當(dāng)分子、分母多項式階數(shù)相等時響應(yīng)曲線初值不為0，當(dāng)分子多項式的階數(shù)低于分母多項式的結(jié)束時相應(yīng)曲線的初值為零初值。 （3） 分析響應(yīng)曲線的穩(wěn)態(tài)值與系統(tǒng)模型的關(guān)系 答：當(dāng)分子、分母多項式階數(shù)相等時響應(yīng)曲線穩(wěn)態(tài)值為零；當(dāng)分子多項式的階數(shù)低于分母多項式的結(jié)束時相應(yīng)曲線的穩(wěn)態(tài)值為1. 八、思考題：分析系統(tǒng)零點對階躍響應(yīng)的影響 答：當(dāng)系統(tǒng)存在不穩(wěn)定零點時，系統(tǒng)的階躍響應(yīng)可能有向下的峰值,，零點的存在使振蕩響應(yīng)增加。 實驗二 控制系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)實驗 2、 實驗內(nèi)容 1、 實驗值 理論值 峰值Cmax（tp) 2.0853 * 峰值時間（tp） 0.4197s * 過渡時間ts %5 3.8819s * %2 4.9311s * 2、 七、實驗報告要求： （1）分析系統(tǒng)的阻尼比和無阻尼振蕩頻率脈沖響應(yīng)的影響 答：系統(tǒng)的阻尼比（0<ζ<1）越大，其階躍響應(yīng)超調(diào)量越小，上升時間越長；系統(tǒng)的阻尼比ζ決定了其振蕩特性：ζ>1時，無振蕩、無超調(diào)，階躍響應(yīng)非周期趨于穩(wěn)態(tài)輸出，0<ζ<1時，有振蕩。系統(tǒng)的無阻尼振蕩頻率越大，階躍響應(yīng)的反應(yīng)速度越快。 （2）分析響應(yīng)曲線的零初值、非零初值與系統(tǒng)模型的關(guān)系 答：當(dāng)分子、分母多項式階數(shù)相等時響應(yīng)曲線初值為非零初值,當(dāng)分子多項式的階數(shù)低于分母多項式的結(jié)束時相應(yīng)曲線的初值為零初值。 （4） 分析響應(yīng)曲線的穩(wěn)態(tài)值與系統(tǒng)模型的關(guān)系 答：當(dāng)分子、分母多項式階數(shù)相等時響應(yīng)曲線穩(wěn)態(tài)值為0；當(dāng)分子多項式的階數(shù)低于分母多項式的結(jié)束時相應(yīng)曲線的穩(wěn)態(tài)值為1. 八、思考題： 分析系統(tǒng)零點對單位脈沖響應(yīng)曲線的影響 答：當(dāng)系統(tǒng)存在不穩(wěn)定零點時，系統(tǒng)的階躍響應(yīng)可能有向下的峰值。 實驗四 控制系統(tǒng)的伯德圖實驗 2、 實驗內(nèi)容 1、1,ζ=0.01 ; 2,ζ=0.1 ;1,3=0.5 ;4,ζ=1 ;5,ζ=2 ; 2、 3、k=3 實驗五 控制系統(tǒng)的極坐標(biāo)圖實驗 2、 實驗內(nèi)容 1、 2、T1>T2：綠 T2>T1：藍 3、T1>T2：綠 T2>T1：紅