典型環(huán)節(jié)的MATLAB仿真 實(shí)驗(yàn)二

1、典型環(huán)節(jié)的matlab仿真 實(shí)驗(yàn)二 試驗(yàn)六 典型環(huán)節(jié)的matlab仿真 試驗(yàn)內(nèi)容 1.按下列各典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù),建立相應(yīng)的simulink仿真模型,觀看并記錄其單位階躍響應(yīng)波形. 比例環(huán)節(jié)g1(s) 1 simulink仿真模型: 單位階躍響應(yīng)波形 : 慣性環(huán)節(jié)g1(s) 1s 1 simulink仿真模型: 單位階躍響應(yīng)波形 : 積分環(huán)節(jié)g1(s) simulink仿真模型 : 單位階躍響應(yīng)波形: 微分環(huán)節(jié)g1(s) s simulink仿真模型: 單位階躍響應(yīng)波形 : 比例+微分環(huán)節(jié)(pd)g1(s) s 2 simulink仿真模型: 單位階躍響應(yīng)波形 : 比例+積分環(huán)節(jié)(pi)g1(

2、s) 1 simulink仿真模型 : 單位階躍響應(yīng)波形: 2.觀看g(s) t=1時(shí) : 1 ,隨著ts 1 t的變化輸出波形的變化 t=2時(shí) : t=5時(shí): t=50時(shí) : 結(jié)論:隨著t的增大,輸出波形的變化會越來越慢. 試驗(yàn)六 典型系統(tǒng)的時(shí)域響應(yīng)和穩(wěn)定性分析 1.試驗(yàn)?zāi)康?(1)討論二階系統(tǒng)的特征參數(shù)（ ， n）對過渡過程的影響。 (2)討論二階對象的三種阻尼比下的響應(yīng)曲線和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 (3)熟識routh判據(jù)，用routh判據(jù)對三階系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定性分析。 2.試驗(yàn)原理及內(nèi)容 (1)典型的二階系統(tǒng)穩(wěn)定性分析(取t0=1,t1=0.2,k1=200/r,其中r=10,50,160,200

3、) 結(jié)構(gòu)框圖 模擬電路圖 系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù) g(s) k1k1/to ; tos(t1s 1)s(t1s 1) 開環(huán)增益k k1/to 試驗(yàn)內(nèi)容 (1)先算出臨界阻尼，欠阻尼，過阻尼時(shí)電阻r的理論值，再將理論值應(yīng)用于模擬電路中，觀看二階系統(tǒng)的動態(tài)性能及穩(wěn)定性，應(yīng)與理論分析基本吻合。圖1.14中的： to 1s;t1 0.2s;k1 200/r; 2 nk/t1 閉環(huán)傳遞函數(shù)為：w(s) 2 22 s 2 ns ns 5s k/t1 其中： n k5r 10; t1r2 n40 (2)典型的三階系統(tǒng)穩(wěn)定性分析 （t0=1,t1=0.1,t2=0.5,k=8,12,20） 結(jié)構(gòu)框圖 模擬電路圖

4、系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù) 開環(huán)傳遞函數(shù)：g(s)h(s) 500/r ;k 500/r s(0.1s 1)(0.5s 1) 系統(tǒng)統(tǒng)特征方程1 g(s)h(s) 0 s3 12s2 20s 20k 0 試驗(yàn)前由routh判據(jù)得routh陣列為： s3120 2s1220k s1( 5k/3) 200 s020k0 5 k 20 0 為保證系統(tǒng)穩(wěn)定，第一列各值應(yīng)為正數(shù)： 3 20k 0 得： 0 k 12 r 41.7k k 12k 12 r 41.7k r 41.7k 系統(tǒng)穩(wěn)定系統(tǒng)不穩(wěn)定 系統(tǒng)臨界穩(wěn)定 3.試驗(yàn)步驟： (1)將信號源單元的“st”端插針與“s”端插針用“短路塊”短接。由于每個(gè)運(yùn)放單元均

5、設(shè)置了鎖零場效應(yīng)管，所以運(yùn)放具有鎖零功能。將開關(guān)分別設(shè)在“方波”擋和“500ms12s”擋，調(diào)整調(diào)幅和調(diào)頻電位器，使得”out“端輸出的方波幅值為1v，周期為10s左右。 (2)典型二階系統(tǒng)瞬態(tài)性能指標(biāo)的測試： 按模擬電路圖1.14接線，將方波信號接至輸入端，取r=30k。 用示波器觀看系統(tǒng)的響應(yīng)曲線c(t)，測量并記錄超調(diào)量，峰值時(shí)間和調(diào)整時(shí)間。 分別按r=10，50，160，200k轉(zhuǎn)變系統(tǒng)開環(huán)增益，觀看響應(yīng)曲線c(t)，測量并記錄性 能指標(biāo)及系統(tǒng)的穩(wěn)定性。并將測量值和計(jì)算值進(jìn)行比較。將試驗(yàn)結(jié)果填入下表內(nèi)。 (3)典型三階系統(tǒng)的性能： 按圖1.16接線，將方波信號接至輸入端，取r=30k。 觀看系統(tǒng)的響應(yīng)曲線，并記