MATLAB控制系統(tǒng)仿真試題B卷.doc

裝 訂 線 考 生 答 題 不 得 超 過(guò) 此 線 廣東技術(shù)師范學(xué)院 20102011學(xué)年度第 一學(xué)期期未考查試卷科 目：控制系統(tǒng)仿真 （B）卷考試形式：上機(jī)考試 考試時(shí)間: 120 分鐘所屬學(xué)院：自動(dòng)化學(xué)院 班級(jí)： 姓名： 學(xué)號(hào)： 題 目一二三四五總分標(biāo)準(zhǔn)分?jǐn)?shù)2020202020100實(shí)得分?jǐn)?shù)評(píng)卷人答題注意事項(xiàng)：以下題目請(qǐng)大家在計(jì)算機(jī)上完成，并將結(jié)果寫(xiě)成電子文檔上交。電子文檔中應(yīng)包含以下幾項(xiàng)內(nèi)容：仿真程序代碼、仿真結(jié)果截圖、仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)論。1 設(shè)單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，試確定分別使閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的開(kāi)環(huán)增益的取值范圍。（20分）程序如下：num=1;den=conv(1 2 0 0,1 5);G=tf(num,den);k=0:0.05:100;rlocus(G)K,P=rlocfind(G)Select a point in the graphics windowselected_point = 0.0024 + 0.3230iK = 1.0607P = -4.9857 -2.0838 0.0347 + 0.3176i 0.0347 - 0.3176i運(yùn)行結(jié)果：K=1.0607;t=0:0.05:100;G0=feedback(tf(K*num,den),1);step(G0,t)由上圖分析可得，系統(tǒng)的臨界穩(wěn)定增益是1.0607，因此該閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的開(kāi)環(huán)增益的取值范圍是01.0607,隨著增益的增加系統(tǒng)趨于發(fā)散統(tǒng)系統(tǒng)2、試求以下單位負(fù)反饋系的單位階躍響應(yīng)曲線，并求其動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。num=1;den=1 1 4;G=tf(num,den);Gk=feedback(G,1)figure(1);step(Gk)運(yùn)行結(jié)果：2 已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，為使系統(tǒng)具有如下性能指標(biāo)：速度誤差系數(shù)，相角裕度。試確定串聯(lián)超前校正裝置的形式和特性。（20分）程序如下：s=tf(s);G=100/(s*(s+5);margin(G);gm,pm=margin(G) phim1=45; phim=phim1-pm+5; phim=phim*pi/180;alfa=(1+sin(phim)/(1-sin(phim); a=10*log10(alfa); mag,phase,w=bode(G); adB=20*log10(mag); wm=spline(adB,w,-a); t=1/(wm*sqrt(alfa); Gc=(1+alfa*t*s)/(1+t*s); gmc,pmc=margin(G*Gc) figure; margin(G*Gc)運(yùn)行結(jié)果：校正前系統(tǒng)Bode圖校正后系統(tǒng)bode圖3 繪制系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻、相頻特性曲線，并分析其系統(tǒng)性能。（20分）程序如下：s=tf(s);G=10-3*(1+100*s)2/(s2*(1+10*s)*(1+0.125*s)*(1+0.05*s);Bode(G);grid;運(yùn)行結(jié)果：4 已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，試設(shè)計(jì)PID控制器以消除系統(tǒng)靜態(tài)速度誤差。（20分）程序如下： clear; num=1; den=conv(0.5 1 0,0.2 1); G0=tf(num,den); rlocus(G0)原系統(tǒng)根軌跡圖2 求取不同控制器參數(shù)并查看控制效果程序如下： t=0:0.01:25; num=1; den=conv(1 1 0,1 5); G0=tf(num,den); step(feedback(G0,1),t); figure; kp0=6.7; p0=2; kp1=0.45*kp0; Ti1=0.833*p0; s=tf(s); Gc1=kp1*(1+1/Ti1/s); step(feedback(G0*Gc1,1),:,t); hold on; kp2=0.6*kp0; Ti2=0.5*p0; s=tf(s);Gc2