#自動(dòng)控制matlab仿真

1、蘭州理工大學(xué)自動(dòng)控制原理 MATLAB分析與設(shè)計(jì)仿真實(shí)驗(yàn)報(bào)告院系： 電信項(xiàng)目與信息項(xiàng)目學(xué)院班級(jí)：電氣項(xiàng)目及其自動(dòng)化2班姓名：劉鵬山學(xué)號(hào)：07230220時(shí)間：2009 年 11 月 26日電氣項(xiàng)目與信息項(xiàng)目學(xué)院自動(dòng)控制原理 MATLAB分析與設(shè)計(jì)仿真實(shí)驗(yàn)任務(wù)書(shū) = , G2(s= , R(s= 仿真程序程序 : 。 ng=1 。 dg=1 20 0 。 G2=tf(ng,dg 。 n,d=series(Ka*nf,df,ng,dg 。G=tf(n,d 。 sys1=feedback(G,1 figure(1 step(sys1。 grid(2 %Ka=100 ，K=1 時(shí)，加入微分反饋后時(shí)的階

2、躍相應(yīng)曲線 Ka=100 。K=1 。 nf=5000 。df=1 1000 。 G1=tf(nf,df 。 ng=1 。 dg=1 20 0 。 G2=tf(ng,dg 。 n,d=series(Ka*nf,df,ng,dg 。G=tf(n,d 。/ 25H1=tf(K 1,1 。 sys2=feedback(G,H1 figure(2 step(sys2。 grid (3 %Ka=100 ，K=0.5 時(shí)，加入微分反饋后時(shí)的階躍相應(yīng)曲線 Ka=100 。K=0.5 。nf=5000 。df=1 1000 。 G1=tf(nf,df 。 ng=1 。 dg=1 20 0 。 G2=tf(ng

3、,dg 。 n,d=series(Ka*nf,df,ng,dg 。G=tf(n,d 。H1=tf(K 1,1 。 sys3=feedback(G,H1 figure(3 step(sys3。 gridStep Response/ 25k1 取不同的值，當(dāng) k1 增大時(shí)，系統(tǒng)逐漸變?yōu)檫^(guò)阻尼， k1 越小，系統(tǒng)因?yàn)榍纷枘幔?k1 越 小，超調(diào)量越大，在 K=0.01 時(shí)，系統(tǒng)是穩(wěn)定的，各項(xiàng)要求滿足性能指標(biāo)。E4-5When Gc(s=K系統(tǒng)為正反饋 ,軌跡應(yīng)該與負(fù)反饋相反 ,但此圖與負(fù)反饋相同 !程序：G=tf(1,1 -1 0 figure rlocus(G 。/ 25此圖為坐標(biāo) (-10 2

4、-6 6 時(shí)的軌跡圖,依舊不合適 !When Gc(S=K(S+2/(S+20 程序： G=tf(1 2,1 19 -20 0 。 figurerlocus(G 。/ 255(3程序：G=zpk(,0 -1 -3.5 -3-i -3+i,1 。 figure(1 rlocus(G 。9 / 254-10.程序：G1=zpk(,0 0 -2 -5,1 。 G2=zpk(-0.5,0 0 -2 -5,1 。 分 析：因?yàn)?H(S 從 1 變 成了 1+2s，系 統(tǒng)增加了 一個(gè)負(fù) 實(shí)零 點(diǎn)，使系統(tǒng)根軌跡向左半平面彎 曲，從而改善了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。figure(1 rlocus(G1 。 grid fi

5、gure(2 rlocus(G2 。 gridG1 H(S=1G2 H(S=1+2S4-18Gc(s=KtS10 / 25Gc(s=KaS2Gc(S=KaS2/S+20/ 25當(dāng) Gc(s=KtS 時(shí)，可通過(guò)改變 Kt 的值來(lái)使系統(tǒng)的主導(dǎo)極點(diǎn)處于最佳阻尼比處。當(dāng) Gc(s=KaS2 時(shí)，不能通過(guò)改變 Ka 的值來(lái)使系統(tǒng)的性能達(dá)到最佳，因?yàn)?Ka 值越 大，系統(tǒng)的穩(wěn)定性越差。當(dāng) Gc(S=KaS2/S+20 時(shí)，也無(wú)法通過(guò)改變 Ka 的值來(lái)使系統(tǒng)的性能達(dá)到最佳。10G(SH(S=S+1/S(S/2+1(S2/9+S/3+1k=18 。num=1 1 。den=conv(1 0,1 2 。den1

6、=conv(1 3 9,den 。G(1=tf(k*num,den1 。figure(1margin(G(1 。/ 2511(1G(S=2/(2S+1(8S+1 程序：num=2。 den=conv(2 1,8 1 。 G(1=tf(num,den 。figure(1 margin(G(1 。/ 255程序：G0=tf(8,conv(1,0,2,1 。Gc=tf(conv(10,1,2,1,conv(100,1,0.2,1 。 G=series(G0,Gc 。x1,y1=bd_asymp(G ,w 。 figure(1 semilogs(x,y,r。 hold on。/ 25 semilogs

7、(xc,yc,b。 hold on。 semilogs(x1,y1,k。 hold on。 grid。 hold off 。G1=feedback(G0,1 。 G11=feedback(G ,1 。 figure(2 。 step(G1。 grid。figure(3 。 step(G11。 grid。/ 25分析：加入串聯(lián)滯后 超前校正兼有滯后校正和超前校正的優(yōu)點(diǎn)，已校正系統(tǒng)響應(yīng)速度快，超調(diào)量較小，一、抑制高頻 噪音的性能也比較好。當(dāng)待校正系統(tǒng)不穩(wěn)定，要求校正后系統(tǒng)的響應(yīng)速度，相角裕度和穩(wěn) 態(tài)精度較高時(shí)，采用串聯(lián)滯后 超前為宜。20分析：當(dāng) =0.707 時(shí)， %=23.11% ，所以只要超

8、調(diào)量滿足 %=23.11% ，單位階躍響應(yīng) 的調(diào)節(jié)時(shí)間 ts 2s( =5% ，即可。程序：(1% 未加入 Gc 。sys=feedback(G0,1。figure(1step(sys。 grid/ 25(2%K1=9 時(shí)加入 Gc(s后單位階躍響應(yīng)曲線 K1=4 。K2=0.5*K1 。G0=tf(10,1 10 。Gc=tf(K1 K2,1 0 。G=series(G0,Gc 。sys2=feedback(G,1 。figure(2step(sys2。 grid/ 25(3%K1=9.8 時(shí)加入 Gc(s 后單位階躍響應(yīng)曲線 K1=6 。K2=0.5*K1 。G0=tf(10,1 10 。

9、Gc=tf(K1 K2,1 0 。G=series(G0,Gc 。 sys4=feedback(G,1 。 figure(4 step(sys4。 grid/ 25(4 %K1=10.1 時(shí)加入 Gc(s后單位階躍響應(yīng)曲線 K1=10.1 。K2=0.5*K1 。 G0=tf(10,1 10 0 。 Gc=tf(K1 K2,1 0 。G=series(G0,Gc 。 sys4=feedback(G,1 。 figure(4 step(sys4。 grid分析：根據(jù)系統(tǒng)阻尼比與調(diào)節(jié)時(shí)間的指標(biāo)要求，設(shè)計(jì) PI 控制器，由此可知P:increase system sensitivity,decrea

10、se steady-state error,but wonteliminate error. I:eliminate steady-state error,but slow down system response speed.D:improve system stability,and increase system response speed.20 的最小拍系統(tǒng)設(shè)計(jì)及驗(yàn)證 程序： num=1 。 den=conv(1 0,11 。T=1 。/ 25numz,denz=c2dm(num,den,T, zoh 。 printsys(numz,denz接線圖：接線圖：20 / 25結(jié)果分析：系

11、統(tǒng)為一拍系統(tǒng)。 D(z=1.582(1-0.368z-1.7-25/ 25程序：32C(z=0.568(z3 0.215z2 0.668z)C(z= z4 2.79z3 3.39z2 2.343z 0.743 T=0.1 。 sys1=tf(150,105,1,10.1,151,105 。 sys2=tf(0.568 -0.1221,-0.3795,1,-1.79,1.6,-0.743,T 。 step(sys1,sys2,4。 grid。/ 25 G0=zpk(,0 -10,1 。 Gd=c2d(G0,0.01,zoh 。 D=zpk(0.993,0.999,150,0.01 。 G=Gd*

12、D 。 sysd=feedback(G,1 。 t=0:0.01:2 。 step(sysd,t。 grid 。 G0=zpk(,0 -10,1 。 Gd=c2d(G0,0.01,zoh 。/ 25 D=zpk(0.993,0.999,150,0.01 。 G=Gd*D 。 sysd=feedback(G,1 。 t=0:0.01:2 。 step(sysd,t。 grid 。 T=0.1 。 t=0:0.1:2 。 u=t 。 sys=tf(0.568,-0.1221,-0.3795,1,-1.79,1.6,-0.743,T 。 lsim(sys,u,t,0。 grid。分析：（1） 取 Gc（s的參數(shù)