控制工程基礎(chǔ)matlab大作業(yè)

控制工程基礎(chǔ)大作業(yè)MATLAB軟件應(yīng)用2021年春季學(xué)期專業(yè)名稱：班 級(jí)姓 名：學(xué) 號(hào)：成 績授課教師：一、教學(xué)目的：MATLABMATLAB二、內(nèi)容要求：1.控制系統(tǒng)建模（同學(xué)們可以通過查閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料、生活或者工程實(shí)踐中的實(shí)際案例確定自己所研究的閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)）2．應(yīng)用MATLAB軟件進(jìn)行控制系統(tǒng)性能分析針對(duì)所選定的閉環(huán)控制系統(tǒng)，應(yīng)用MATLAB軟件完成以下工作：控制系統(tǒng)頻域特性分析NyquistBode德圖，并附程序清單。控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析判定控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并進(jìn)行控制系統(tǒng)相對(duì)穩(wěn)定性分析，計(jì)算穩(wěn)定性裕量，并附程序清單?？刂葡到y(tǒng)時(shí)域特性分析step速性指標(biāo)，分析比較結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對(duì)系統(tǒng)性能的影響，并附程序清單。三、作業(yè)書寫注意事項(xiàng)：1．的編寫程序清單（同時(shí)提交電子版程序；側(cè)裝訂；杜絕抄襲，如果雷同，按照零分計(jì)；MATLAB評(píng)分依據(jù)分值評(píng)分依據(jù)分值對(duì)所選案例控制原理分析描述的準(zhǔn)確評(píng)內(nèi)20分況；容系統(tǒng)職能方框圖的繪制；20分系統(tǒng)函數(shù)方框圖的繪制；方分系統(tǒng)穩(wěn)定性、快速性、準(zhǔn)確性分析；30分面系統(tǒng)綜合特性的分析，是否需要進(jìn)行綜合校10分正，校正方法確定；參收集文獻(xiàn)資料應(yīng)在５篇以上；標(biāo)考參考文獻(xiàn)著錄按國家標(biāo)準(zhǔn)著錄引用規(guī)范10分文標(biāo)準(zhǔn)格式書寫參考文獻(xiàn)。準(zhǔn)獻(xiàn)書寫規(guī)范（表號(hào)表名、公式輸入及公式號(hào)等；語言敘述的通順性，分析時(shí)邏輯關(guān)系清晰程度等。10性控制工程基礎(chǔ)大作業(yè)正文控制系統(tǒng)建模我所研究的閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)為保溫鍋控制系統(tǒng)∶關(guān)反復(fù)地開通與斷開電源而達(dá)到保溫效果。函數(shù)形式的數(shù)學(xué)模型。給定給定溫度比較器控制器加熱器電爐熱電偶(1）熱電偶

圖1職能方框圖溫度單元有熱敏元件構(gòu)成，熱敏元件的輸出端電壓的大小正比于所測溫度的大小。且靈敏度系數(shù)和給定單元一樣為Ke。故所測電壓為Uf為:H= 10.2??+1(2)控制器將偏差信號(hào)放大(3)加熱器學(xué)模型的傳遞函數(shù)為：??1= 12.8??+1.037(4）電爐一般將電路看一階慣性環(huán)節(jié)，其傳遞函數(shù)為:??2= 113??+120開環(huán)傳遞函數(shù)為:G(s)= 200(2.8s+1.037)(13s+120)閉環(huán)傳遞函數(shù)為:??(??)= 158??(2.8??+1.037)(2.626??+1)0.79??+100圖2函數(shù)方框圖應(yīng)用MATLAB軟件進(jìn)行控制系統(tǒng)性能分析針對(duì)所選定的閉環(huán)控制系統(tǒng)，應(yīng)用MATLAB軟件完成以下工作：控制系統(tǒng)頻域特性分析NyquistBode圖，并附程序清單。圖3開環(huán)奈奎斯特圖num=[100];

圖4開環(huán)波德圖den=conv([2.8,1.037],[13,120]);g=tf(num,den);nyquist(g)bode(g)控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析判定控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并進(jìn)行控制系統(tǒng)相對(duì)穩(wěn)定性分析，計(jì)算穩(wěn)定性裕量，并附程序清單。圖5閉環(huán)波德圖系統(tǒng)穩(wěn)定InfInfG=tf([20,100],[10.08,122.31,390.89,156.84])sys=feedback(G,1);z=[tzero(sys)]'p=[pole(sys)]'ii=find(real(p)>0);n1=length(ii);ij=find(real(z)>0);n2=length(ij);if(n1>0),disp('系統(tǒng)不穩(wěn)定!');...else,disp('系統(tǒng)穩(wěn)定');endif(n2>0),disp('系統(tǒng)不是最小相位系統(tǒng)!');endmargin(G)[Gm,Pm,Wcp]=margin(G);PGm=num2str(20*log(Gm));PPm=num2str(Pm);Gms=char('系統(tǒng)的幅值裕量為',PGm);Pms=char('系統(tǒng)的相位裕量為',PPm);disp(Gms);disp(Pms);控制系統(tǒng)時(shí)域特性分析step速性指標(biāo)，分析比較結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對(duì)系統(tǒng)性能的影響，并附程序清單。num=[20,100]den=[10.08,122.31,390.89,156.84];G1=tf(num,den)step(G1);圖6單位階躍響應(yīng)對(duì)較快。令K=1000;G=tf([200,1000],[10.08,122.31,390.89,1156.84])sys=feedback(G,1);z=[tzero(sys)]'p=[pole(sys)]'ii=find(real(p)>0);n1=length(ii);ij=find(real(z)>0);n2=length(ij);if(n1>0),disp('系統(tǒng)不穩(wěn)定!');...else,disp('系統(tǒng)穩(wěn)定');endif(n2>0),disp('系統(tǒng)不是最小相位系統(tǒng)!');endmargin(G)[Gm,Pm,Wcp]=margin(G);PGm=num2str(20*log(Gm));PPm=num2str(Pm);Gms=char('系統(tǒng)的幅值裕量為',PGm);Pms=char('系統(tǒng)的相位裕量為',PPm);disp(Gms);disp(Pms);num=[200,1000]den=[10.08,122.31,390.89,1156.84];G1=tf(num,den)step(G1);圖7