实验报告
实验名称：实验1：控制系统的时域分析
课程名称：自控控制原理
专业：电气工程及其自动化
班级：130037
学生姓名：施苏伟
班级学号：13003723
指导教师：杨杨
实验日期：2015 年10 月16日
一、实验目的
1.观察控制系统的时域响应；
2.记录单位阶跃响应曲线；
3.掌握时间响应分析的一般方法；
4.初步了解控制系统的调节过程。

二．实验步骤：
1．将‘实验一代码’这个文件夹拷贝到桌面上;
2．开机进入Matlab6.1 运行界面(其他版本亦可);
3．通过下面方法将当前路径设置为‘实验一代码’这个文件夹所在的路径
4．Matlab 指令窗>>后面输入指令：con_sys; 进入本次实验主界面。

5．分别双击上图中的三个按键，依次完成实验内容。

6．本次实验的相关Matlab 函数：
传递函数G=tf([num],[den])可输入一传递函数，其中num、den 分别表示分子、分母按降幂排列的系数。

三、仿真结果：
（一）观察一阶系统G=1/(T+s)的时域响应：
T=5s
T=8s
T=13s
结果分析：一阶系统 G=1/(T+s)的，通过观察曲线发现，随着时间常数T的增大，同种响应要达到相同响应的时间增大，说明T越大，响应越慢。

(二)二阶系统的时域性能分析
（1）
结果分析：自然频率和阻尼比的适当时，通过调节相应的时间，阶跃响应可以得到稳定值。

(2)数据一：自然频率=5.96rad/sec
阻尼比=0.701
数据二：自然频率=8.2964rad/sec
阻尼比=0.701
结果分析：要达到既定范围，自然频率增大阻尼比要随之增大
(3)
结果分析：在自然频率不变，随着阻尼比的增大，极点逐渐靠近虚轴，纵坐标逐渐变大，β逐渐减小。

(4)
结果分析：在阻尼比不变的情况下，自然频率增大，极点逐渐远离虚轴，纵坐标减小，β不变。

说明自然频率对系统阶跃响应的上升时间、峰值时间和调节时间都有影响，不影响超调量。

(三)观察比例-微分校正与测速反馈对二阶系统的性能改善
(1)
(2)
结果分析：改变二阶系统传递函数分母，使零极点分布发生变化，阶跃响应随之发生变化，零极点分布改变即自然频率与阻尼比发生改变，所以阶跃响应各种指数发生改变。

(3)
结果分析：使用比例微分控制，系统性能得到明显改善。

比例微分控制可以增大系统的阻尼比，减小阶跃响应的超调量，缩短调节时间。

（4）
结果分析：使用比例微分控制，系统性能得到明显改善。

比例微分控制可以增大系统的阻尼比，减小阶跃响应的超调量，缩短调节时间。

（5）
结果分析：K3、K4都会对系统的各项指数发生变化，同时会有多组K3、K4的值满足实验要求。

四、实验小节
本次实验虽然只是按照要求一步一步做，看似简单，但是在做的过程中却有颇多感触，让我对控制系统的时域响应有更加直观的认识。

使我对自然频率、阻尼比、调节时间对
二阶系统的影响有了更加深刻的了解，实验三更是让我大开眼界，比例微分控制的调节对阶跃响应的改善有极大的作用，对缩短调节时间作用也是极大。