自動控制控大作業(yè)

1、SHANGHAI UNIVERSITY課程項(xiàng)目 MATLAB的模擬仿真實(shí)驗(yàn) 專業(yè)課：自動控制原理學(xué) 院 機(jī)自學(xué)院 專業(yè)（大類） 電氣工程及其自動化姓名學(xué)號 分工：蔣景超負(fù)責(zé)MATLAB仿真部分 顧瑋負(fù)責(zé)分析結(jié)論 其它共同討論二階系統(tǒng)性能改善一、要求（1）比例-微分控制與測速反饋控制的傳遞函數(shù)求解（2）性能分析與對比（3）舉出具體實(shí)例，結(jié)合matlab分析2、 原理 在改善二階系統(tǒng)性能的方法中，比例-微分控制和測速反饋控制是兩種常用的方法。（1） 比例-微分控制：  比例-微分控制是一種早期控制，可在出現(xiàn)位置誤差前，提前產(chǎn)生修正作用，從而達(dá)到改善系統(tǒng)性能的目的。圖1 比例微分

2、控制系統(tǒng)（2）測速反饋控制：  測速反饋控制是通過將輸出的速度信號反饋到系統(tǒng)輸入端，并與誤差信號比較，其效果與比例微分-控制相似，可以增大系統(tǒng)阻尼，改善系統(tǒng)性能。圖2測速反饋控制系統(tǒng)(3)經(jīng)典二階控制系統(tǒng)圖3經(jīng)典二階控制系統(tǒng)3、 實(shí)例分析1、標(biāo)準(zhǔn)傳遞函數(shù) MATLAB代碼：num=4;den=1,0.6,4;G=tf(num,den);t=0:0.1:10;step(G,t);圖4標(biāo)準(zhǔn)傳遞函數(shù)仿真2、 比例微分控制系統(tǒng)與經(jīng)典二階系統(tǒng)比較 設(shè)置=0.15 =0.30 =0.15MATLAB代碼：num1=4;num2=0.6 4;den1=1 0.6 4;den2=1 1.2

3、0 4;y1,x,t=step(num1,den1,t);y2,x,t=step(num2,den2,t);plot(t,y1,t,y2)grid ;xl abel('t');yl abel('h(t)')t=0:0.1:30;圖5比例微分控制系統(tǒng)與經(jīng)典二階系統(tǒng)比較仿真3、 測速反饋控制系統(tǒng)與經(jīng)典控制二階系統(tǒng)比較 =0.50 =0.65 =0.15MATLAB代碼：num1=4;num2=4;den1=1,0.60,4;den2=1,2.60,4;y1,x,t=step(num1,den1,t);y2,x,t=step(num2,den2,t);plot(t,y

4、1,t,y2)grid ;xlabel('t');ylabel('h(t)')t=0:0.1:30;圖6測速反饋控制系統(tǒng)與經(jīng)典控制二階系統(tǒng)比較四、分析與結(jié)論 1、經(jīng)典二階控制系統(tǒng) =62% 選取誤差帶=0.05時調(diào)節(jié)時間=11.67s2、 比例微分控制系統(tǒng) = 37% 選取誤差帶=0.05時調(diào)節(jié)時間=5.83s 分析：通過比較系統(tǒng)改善前與改善后性能指標(biāo)的變化和系統(tǒng)在單位階躍響應(yīng)下仿真曲線的對比可以得出，比例微分控制能夠使系統(tǒng)振蕩減小，同時超調(diào)量減小，改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在阻尼比較小的情況下，隨著阻尼比的增大，調(diào)節(jié)時間也將減小，改善系統(tǒng)的快速性。3、 測速反饋控制系統(tǒng) = 6.8% 選取誤差帶=0.05時調(diào)節(jié)時間=2.69s 分析：通過比較系統(tǒng)改善前與改善后性能指標(biāo)變化和系統(tǒng)在單位階躍響應(yīng)下仿真曲線對比可以得出：測速反饋控制使系統(tǒng)的超調(diào)量明顯減小，震蕩減小，改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性；調(diào)節(jié)時間明顯減小，系統(tǒng)的響應(yīng)速度得到加快，改善了系統(tǒng)的快速性，可以通過增加原系統(tǒng)的開環(huán)增益，而使用來單純增大系統(tǒng)阻尼比。 測速反饋與比例微分控制不同點(diǎn)是：測速反饋會降低系統(tǒng)的開