实验一控制系统时域内的分析与校正

信息学院《自动控制原理》实验报告题目：控制系统时域内的分析与校正专业：电子信息工程班级：姓名：学号：实验一控制系统时域内的分析与校正（一）已知单位反馈系统的开环传递函数为：)1001s.0)(11s.0(sK)s(G01、系统的性能分析：（1）当开环增益K=100时，该闭环系统的单位阶跃响应，并且读出超调量，调整时间，上升时间，稳态误差。代码：num=[100];den=[0.0001,0.101,1,100];t=[0:0.01:2];step(num,den,t);grid;xlabel(‘time[sec]t’);ylabel(‘y’)结果如下图由图可知：超调量为64%，调节时间为ts=0.828,上升时间为tr=0.0371。（2）当开环增益K=100时，求该系统的单位脉冲响应。代码如下：t=[0:0.001:1];num=[100];den=[0.0001,0.101,1,0];impulse(num,den,t);grid;结果如下图（3）当开环增益K=100时，求单位斜坡响应，稳态误差。代码如下：.t=[0:0.001:1];num=[100];den=[0.0001,0.101,1,0];c=step(num,den,t);plot(t,c);grid;xlabel('time[sec]t');ylabel('inputandoutput')结果如下图（4）确定当开环增益K=100时，闭环系统的稳定性，以及闭环极点。代码如下：num=[100];den=[0.0001,0.101,1,100];[z,p,k]=tf2zp(num,den)z=Emptymatrix:0-by-1p=1.0e+003*-1.0010-0.0045+0.0313i-0.0045-0.0313ik=1000000num=[100];den=[0.0001,0.101,1,100];pzmap(num,den);title(‘pole-zeromap’)结果如下图2、系统校正：（1）要求系统在单位斜坡信号作用下，稳态误差0.001sse，应取开环增益K=？在单位斜坡信号作用下，稳态误差0.001sse，应取开环增益K≥1000。三．实验结果分析开环增益K=100时，从闭环系统的单位阶跃响应图中，可以读出超调量δ%=64%,调节时间ts=0.828s,上升时间tr=0.0371s,求得的系统稳态误差ess=1/(1+k)=1/101=0.0099。当输入信号为单位斜坡信号时，ess=1/k=1/100=0.01。该闭环系统的极点分别为-1.0010、-0.0045+0.0313i、-0.0045-0.0313i，无零点，因闭环特征根均位于左半S平面，故该系统稳定。该系统调节时间长，说明过渡过程持续的时间长，反映了系统快速性低，超调量为62%，可以反映出过渡过程的波动程度较大，系统稳定性弱，系统的稳态误差小，反映控制系统的准确性高，抗干扰能力强。