北京工業(yè)大學控制工程試驗報告

1、控制工程基礎(chǔ)課程實驗報告北京工業(yè)大學機電學院班號彩虹人實驗一 控制系統(tǒng)的階躍響應實驗二、實驗容101、傳遞函數(shù)G（s）工s22s10圖像結(jié)果:代碼:1.4d u F pL11System: sysPeak amplitude: 1.35System: sysOvershoot (%): 35.1At time (seconds): 1.06Time (seconds): 3.55Amplitude: 1.02Syste Time Ampl)m: sys (seconds): 2.53 tude: 0.954J11 1 11Step Response1.20.80.60.40.2123451.0

2、0.9Time (seconds)num=10;den=1 2 10;damp(den)Eigenvalue-1.00e+00 + 3.00e+00iDamping3.16e-01Frequency3.16e+00-1.00e+00 - 3.00e+00i3.16e-013.16e+00實驗值理論值峰值 Cmax (tp)1.35091.351峰值時間（tp ）1.0492s1.047s過渡時間ts%52.518s3s%23.5147s4s(Frequencies expressed in rad/TimeUnit) step(num,den)理論值計算:CJrmaxtht ptht ath

3、1t ath 21.3511. 047sAG%1. 35091. 3511.351100%0.0074%工 ”1. 04921. 047” 人At D% 100% 0. 21%p1. 047.2. 5183拉 100%16.07%33. 51474Atath2% 100%12. 13%42、膈 H Idt Wh* laMft ruta: DaMip. 徜7日 *Hri#口 J V M匕二三*看1*Q 口哥日3、Rta Xsfc 廿J liMn 1H 事口 _ M間 xCS4、G3（s）G4(s)1s3 2s2 2s 101s4 3s3 4s2 2s 10 ：T七、實驗報告要求：(1)分析系統(tǒng)的

4、阻尼比和無阻尼振蕩頻率對系統(tǒng)階躍響應的影響答：阻尼比決定了振蕩特性,0<<1越小，其階躍響應超調(diào)量越大，上升時間越長。，0<<1,有振蕩 >1,無振蕩。系統(tǒng)無阻尼振蕩頻率越大，階躍響應的反應速度越快.(2)分析響應曲線的零初值，非零初值與系統(tǒng)模型的關(guān)系答：當分子、分母多項式階數(shù)相等時響應曲線初值不為 0,當分子多項式的階數(shù)低于分母多項式的結(jié)束時相應曲線的初值為零初值。(3)分析響應曲線的穩(wěn)態(tài)值與系統(tǒng)模型的關(guān)系答：當分子、分母多項式階數(shù)相等時響應曲線穩(wěn)態(tài)值為零；當分子多項式的階數(shù)低于分母多項式的結(jié)束時相應曲線的穩(wěn)態(tài)值為1.八、思考題：分析系統(tǒng)零點對階躍響應的影響答：

5、當系統(tǒng)存在不穩(wěn)定零點時，系統(tǒng)的階躍響應可能有向下的峰值，零點的存在使振蕩響應增加。實驗二 控制系統(tǒng)的脈沖響應實驗二、實驗容1 G101、G(s) 工s2s10實驗值理論值峰值 Cmax (tp)2.0853*峰值時間（tp）0.4197s*過渡時間ts%53.8819s*%24.9311s*sundewImpulse Rb sponxe46BTirrie (seconds 11012七、實驗報告要求：(1)分析系統(tǒng)的阻尼比和無阻尼振蕩頻率脈沖響應的影響答：系統(tǒng)的阻尼比(0<(<1)越大，其階躍響應超調(diào)量越小，上升時間越 長；系統(tǒng)的阻尼比(決定了其振蕩特性：(>1時，無振蕩、無

6、超調(diào)，階躍響應非 期趨于穩(wěn)態(tài)輸出，0<(<1時，有振蕩。系統(tǒng)的無阻尼振蕩頻率越大，階躍響應的 反應速度越快。(2)分析響應曲線的零初值、非零初值與系統(tǒng)模型的關(guān)系答：當分子、分母多項式階數(shù)相等時響應曲線初值為非零初值，當分子多項式的階數(shù)低于分母多項式的結(jié)束時相應曲線的初值為零初值。(4)分析響應曲線的穩(wěn)態(tài)值與系統(tǒng)模型的關(guān)系答：當分子、分母多項式階數(shù)相等時響應曲線穩(wěn)態(tài)值為0;當分子多項式的階數(shù)低于分母多項式的結(jié)束時相應曲線的穩(wěn)態(tài)值為1.八、思考題：分析系統(tǒng)零點對單位脈沖響應曲線的影響答：當系統(tǒng)存在不穩(wěn)定零點時，系統(tǒng)的階躍響應可能有向下的峰值實驗四 控制系統(tǒng)的伯德圖實驗、實驗容Frequ

7、ency (rad/s)-i10210100101101、1, 丁0.01 ; 2,許0.1 ;1,3=0.5 ;4,停1 ;5,厚2 ;32、33e u aM6040200-20-40-60-80-100-120-140-90-135IBHreanrhnaMlaeHTesanpBode Diagram1010Frequency (rad/s)101010Bode DiagramGm = 10.8 dB (at 31.6 rad/s) , Pm = 22.3 deg (at 16.3 rad/s)4OO5OO50005090°1 - 11- 1o70110010110 210 310 4Frequency (rad/s)Bode DiagramGm = -Inf dB (at 0 rad/s) , P m = 54,9 deg (at 3.02 rad/s) 100k=3實驗五控制系統(tǒng)的極坐標圖實驗二、實驗容1、20o-2Nyquist Diagram