东华大学自控课设.docx
- 文档编号:23487068
- 上传时间:2023-05-17
- 格式:DOCX
- 页数:11
- 大小:180.60KB
东华大学自控课设.docx
《东华大学自控课设.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《东华大学自控课设.docx(11页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
东华大学自控课设
实验一MATLAB中数学模型的表示
MP2.1考虑两个多项式
,
使用MATLAB计算下列各式:
(a)
;
(b)
(a)
>>p=[121];q=[11];
>>n=conv(p,q)
n=
1331
(b)
>>sys1=tf(q,p)
Transferfunction:
s+1
-------------
s^2+2s+1
MP2.2考虑MP2.2描述的反馈控制系统;
(a)利用series和feedback函数,计算闭环传递函数;
(b)用step函数求闭环系统单位阶跃响应,并验证输出终值为0.4。
FigureMP2.2Anegativefeedbackcontrolsystem.
(a)
>>numg=[1];deng=[11];sysg=tf(numg,deng);
numh=[12];denh=[13];sysh=tf(numh,denh);
sys1=series(sysg,sysh);
sys2=[1];
sys=feedback(sys1,sys2)
Transferfunction:
s+2
-------------
s^2+5s+5
(b)
MP2.6考虑MP2.6所示框图,
(a)用Matlab化简框图,计算系统的闭环传递函数;
(b)利用pzmap函数闭环传递函数的零-极点图;
(c)用roots函数计算闭环传递函数的零点和极点,并与(b)中结果比较。
FigureMP2.2Amultiple-loopfeedbackcontrolsystem.
(a)
>>clear;
num1=[1];den1=[11];sys1=tf(num1,den1);
num2=[10];den2=[102];sys2=tf(num2,den2);
num3=[1];den3=[100];sys3=tf(num3,den3);
num4=[42];den4=[121];sys4=tf(num4,den4);
num6=[102];den6=[10014];sys6=tf(num6,den6);
sys12=series(sys1,sys2);
sys124=feedback(sys12,sys4);
sys25=feedback(sys3,[50]);
sysg=series(sys124,sys25);
sysg6=feedback(sysg,sys6);
sys=series([4],sysg6);
sys
Transferfunction:
4s^6+8s^5+4s^4+56s^3+112s^2+56s
------------------------------------------------------------------------------------------------
s^10+3s^9+55s^8+175s^7+300s^6+1323s^5+2656s^4+3715s^3
+7732s^2+5602s+1400
(b)pzmap(sys)
(c)
>>m=[48456112560];
n=[1355175300132326563715773256021400];
z=roots(m)
p=roots(n)
z=
0
1.2051+2.0872i
1.2051-2.0872i
-2.4101
-1.0000
-1.0000
p=
-0.0002+7.0710i
-0.0002-7.0710i
1.2052+2.0883i
1.2052-2.0883i
-2.4202
-2.3077
0.1223+1.8367i
0.1223-1.8367i
-0.4635+0.1993i
-0.4635-0.1993i
MP2.8某系统的传递函数为:
绘制系统的单位阶跃响应,参数Z=3,6和12。
>>num1=[515];den=[1315];sys1=tf(num1,den);
num2=[2.515];sys2=tf(num2,den);
num3=[1.2515];sys3=tf(num3,den);
t=[0:
0.05:
5];
step(sys1,sys2,sys3,t)
实验二控制系统的时域分析
(瞬态响应和稳定性)
MP5.1考虑闭环传递函数
请用解析方法和MATLAB的impulse函数,分别计算系统的脉冲响应,并比较所得的结果。
>>num=[2];den=[132];
sys=tf(num,den);
impulse(sys)
MP5.2某单位负反馈系统的开环传递函数为
当输入为斜坡信号
时,(利用lsim函数)计算闭环系统在
时间段的响应,并求出系统的稳态误差。
MP5.3某2阶系统如图MP5.3所示,它的极点位置同瞬态响应之间存在着对应关系。
对控制系统的设计而言,掌握这种关系是非常重要的。
考虑如下4种情况;
(1)
;
(2)
;
(3)
(4)
;
图MP5.3简单的2阶系统
画出这4种情况下的系统的单位阶跃和脉冲响应曲线,求出系统单位阶跃响应的峰值时间
、调整时间
和超调量P.O.%。
MP5.4(不做)考虑图MP5.4所示的负反馈控制系统,
(a)用解析方法证明:
该闭环控制系统对单位阶跃响应的超调量约为50%;
(b)利用MALAB画出该闭环系统的单位阶跃响应曲线,由此估计系统的超调量,并与(a)的结果作比较。
.
图MP5.4负反馈控制系统
MP5.5(不做)某单位负反馈系统的开环传递函数为
利用MATLAB画出系统的单位阶跃响应曲线,并由此确定系统的最大超调量
峰值时间
和调节时间
(2%准则),将它们标注在图中。
MP5.6为了保持飞机的航向和飞行高度,人们设计了如图MP5.6所示的飞机自动驾驶仪。
(a)假设框图中的控制器是固定增益的比例控制器
,输入为斜坡信号
,利用matlab计算并以曲线显示系统的斜坡响应,求出10s后的航向角误差。
(b)为了减小稳态跟踪误差,可以采用较复杂的比例积分控制器(PI),即
试重复(a)中的仿真计算,并比较这两种情况下的稳态跟踪误差。
图MP5.6飞机自动驾驶仪框图
MP5.7导弹自动驾驶仪速度控制回路的框图如图MP5.7所示,请用MATLAB/Simulink求系统的单位阶跃响应,并求出峰值
、超调量
,峰值时间
、调整时间
。
.
图MP5.7导弹自动驾驶仪速度控制回路
MP5.8设计如下系统的Simulink仿真图,求系统的阶跃响应曲线及超调量、调整时间。
图MP5.8非单位反馈控制系统
MP5.9使用Simulink求系统的斜坡输入响应曲线,
,并求稳态误差。
图MP5.9单位反馈控制系统
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 东华 大学 自控