内容发布更新时间 : 2025/5/2 14:56:44星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
1）rlocfind():计算给定根的根轨迹增益 2）rlocus() 函数：功能为求系统根轨迹。 4、控制系统频域分析基本方法 1）Bode图：bode()函数
2）Nyquist图：nyquist()函数 3）稳定裕度计算：margin( )函数 5、线性系统时间响应分析
1）step( )函数---求系统阶跃响应
2）impulse( )函数：求取系统的脉冲响应 3）lsim( )函数：求系统的任意输入下的仿真
三、实验程序及结果
1、表示下列传递函数模型,并转化成其他的数学模型
1.(1)传递函数以及传递函数转化为零极点形式
传递函数转化为状空表达式
（2）传递函数以及传递函数转化为零极点形式 传递函数转化为状空表达式
（3）传递函数以及传递函数转化为零极点形式
传递函数转化为状空表达式
(4)状空表达式以及状空表达式转化为传递函数
状空表达式转化为零极点形式
2、一个单位负反馈开环传递函数为
试绘出系统闭环的根轨迹图；并在跟轨迹图上任选一点，试计算该点的增益K及其所有极点的位置。
3、求下面系统在阶跃信号为(t)时系统的响应。
并求系统性能指标：稳态值、上升时间、调节时间、超调量。
稳态值 、上升时间 、调节时间 10 、超调量
四 实验总结
通过本次实验掌握控制系统数学模型的基本描述方法和相互转化，了解控制系统的稳定性分析方法，掌握控制系统频域与时域分析基本方法。
实验七 控制系统PID校正器设计法
一、实验目的
1、熟悉常规PID控制器的设计方法
2、掌握PID参数的调节规律
3、学习编写程序求系统的动态性能指标
二、实验基本原理
1．模拟PID控制器
典型的PID控制结构如图1所示。 PID控制器 比 例 e(t) r(t) u(t) ` 对象模型 积 分
微 分
图1 典型PID控制结构
PID调节器的数学描述为
y(t) u(t)?Kp[e(t)?1Ti?t0e(?)d??Tdde(t)] dt2 数字PID控制器
在计算机PID控制中，连续PID控制算法不能直接使用，需要采用离散化方法，通常使用数字PID控制器。以一系列采样时刻点kT（T为采样周期）代表连续时间t，以矩形法数值积分近似代替积分，以一阶后向差分近似代替微分，即：
??t?kT?kkt? e(jT)?T?e(j)??0e(?)d??T?j?0j?0??de(t)e(kT)?e((k?1)T)e(k)?e(k?1)???TT?dt离散PID表达式：
1u(k)?Kp[e(k)?Ti?e(j)T?Tdj?0ke(k)?e(k?1)]
T三、实验程序及结果
1、在SIMULINK窗口建立如下模型
2、设计PID控制器，传递函数模型如下
计算得出 M= p= tp= tr= ts= yss= 满足条件。
此时PID参数如下表：
参数 数值 5 Kp 5 Ti 2 Td 程序如下：
%system analyse %M maxmun %p over
%tp maxmun-time %ts transition-time %tr rise_time %yss stable
function[M,p,tp,tr,ts,yss]=sys_ana(t,y); tm=length(t); yss=y(tm);
[M tpk]=max(y); tp=t(tpk); p=(M-yss)/yss;
while (y(tm)>*yss)&(y(tm) ts=t(tm); k=1; while y(k)<=yss* k=k+1; end tr=t(k); 6、将输入信号设为r(k)?0.50sin(2?t)，调节PID控制器参数，绘制正弦跟踪曲线。 实验八 线性方程组求解及函数求极值 一、实验目的 1、理解线性方程组求解方法 2、理解函数求极值方法 3、通过练习以下内容熟悉求解线性方程组的方法和函数求极值的方法 二、实验说明 1．自主编写程序，必要时参考相关资料 2．实验前应写出程序大致框架或完整的程序代码 5．实验学时：2学时 三、实验内容及实验程序 1、求下列方程组的解 ?6x1?5x2?2x3?5x4??4?2x?3y?5z?10?9x?x?4x?x?13??12341） ?3x?7y?4z?3 ? 3x?4x?2x?2x?1234?x?7y?z?5?1???3x1?9x2?2x4?11 2、求下列函数在指定区间的最大值 1?x2,x?(0,2) 1）f(x)?41?x>> f='-(1+x^2)/(1+x^4)',x=fminsearch(f,0),ymax=(1+x^2)/(1+x^4) f = -(1+x^2)/(1+x^4) x = ymax = 2）f(x)?sinx?cosx,x?(0,?) >> f='-sin(x)-cos(x^2)',x=fminsearch(f,0),ymax=sin(x)+cos(x^2) f = -sin(x)-cos(x^2) x = 2