本文部分内容来自网络整理，本司不为其真实性负责，如有异议或侵权请及时联系，本司将立即删除！== 本文为word格式，下载后可方便编辑和修改！ ==自控原理实验报告修改实验报告课程自动控制原理实验报告专业学号指导教师姓名一、实验目的1．熟悉MATLAB桌面和命令窗口，初步了解SIMULINK功能模块的使用方法。
2．通过观察典型环节在单位阶跃信号作用下的动态特性，加深对各典型环节响应曲线的理解。
3．定性了解各参数变化对典型环节动态特性的影响。
二、实验内容按下列各典型环节的传递函数，建立相应的SIMULINK仿真模型，观察并记录其单位阶跃响应波形。
① 比例环节{ EMBED Equation.3 |G1(s)?1和；② 惯性环节和③ 积分环节④ 微分环节⑤ 比例+微分环节（PD）和⑥ 比例+积分环节（PI）和三、实验结果及分析实验过程① 比例环节相应的SIMULINK仿真模型及其单位阶跃响应波形如图所示。
相应的SIMULINK仿真模型及其单位阶跃响应波形如图所示。
分析知：1、比例环节是一条平行于实轴的直线。
2、比例系数越大，越远离实轴。
② 惯性环节相应的SIMULINK仿真模型及其单位阶跃响应波形如图所示。
相应的SIMULINK仿真模型及其单位阶跃响应波形如图所示。
分析知：惯性环节s因子系数越小，系统越快速趋于稳定。
③ 积分环节相应的SIMULINK仿真模型及其单位阶跃响应波形如图所示。
④ 微分环节相应的SIMULINK仿真模型及其单位阶跃响应波形如图所示。
分析知：积分环节先趋于稳定，后开始开始不稳定。
微分环节开始稳定中间突变而后又趋于稳定。
⑤ 比例+微分环节（PD）相应的SIMULINK仿真模型及其单位阶跃响应波形如图所示。
相应的SIMULINK仿真模型及其单位阶跃响应波形如图所示。
分析知：比例+微分环节中，s因子系数决定从稳定到中间突变又趋于稳定时间的大小，而比例系数决定稳定程度的大小，比值越大越远离实轴。
⑥ 比例+积分环节（PI）相应的SIMULINK仿真模型及其单位阶跃响应波形如图所示。
相应的SIMULINK仿真模型及其单位阶跃响应波形如图所示。
分析知：比例+积分环节中，s因子的系数决定稳定的程度，s因子系数越大发散越快。
四、实验心得与体会1．熟悉MATLAB桌面和命令窗口，初步了解SIMULINK功能模块的使用方法。
MATLAB中SIMULINK是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包。
利用SIMULINK功能模块可以快速的建立控制系统的模型，进行仿真和调试。
2．通过观察典型环节在单位阶跃信号作用下的动态特性，加深了对各典型环节响应曲线的理解。
3．定性了解了各参数变化对典型环节动态特性的影响。
一、实验目的1．熟练掌握step( )函数和impulse( )函数的使用方法，研究线性系统在单位阶跃、单位脉冲及单位斜坡函数作用下的响应。
2．通过响应曲线观测特征参量和对二阶系统性能的影响。
3．熟练掌握系统的稳定性的判断方法。
二、实验内容1．观察函数step( )和impulse( )的调用格式，假设系统的传递函数模型为可以用几种方法绘制出系统的阶跃响应曲线？试分别绘制。
2．对典型二阶系统1）分别绘出，分别取0,0.25,0.5,1.0和2.0时的单位阶跃响应曲线，分析参数对系统的影响，并计算=0.25时的时域性能指标。
2）绘制出当=0.25, 分别取1,2,4,6时单位阶跃响应曲线，分析参数对系统的影响。
3．系统的特征方程式为，试用三种判稳方式判别该系统的稳定性。
4．单位负反馈系统的开环模型为试用劳斯稳定判据判断系统的稳定性，并求出使得闭环系统稳定的K值范围。
三、实验结果及分析1、观察函数step( )和impulse( )的调用格式，假设系统的传递函数模型为可以用3种方法绘制出系统的阶跃响应曲线.绘制如下。
1向MATLAB输入下列给出阶跃响应命令，可以得到阶跃响应曲线如图所示。
num=[1 3 7];den=[1 4 6 4 1];step(num,den)gridxlabel('t/s'),ylabel('c(t)')title('1.1 G(s)')2向MATLAB输入下列给出阶跃响应命令，可以得到阶跃响应曲线如图所示。
num=[1 3 7 0];den=[1 4 6 4 1];impulse(num,den)gridtitle('1.2 G(s)3向MATLAB输入下列给出阶跃响应命令，可以得到阶跃响应曲线如图所示。
num=[1 3 7 0];den=[1 4 6 4 1 0];impulse(num,den)gridtitle('1.3 G(s2、1）分别绘出，分别取0,0.25,0.5,1.0和2.0时的单位阶跃响应曲线，分析参数对系统的影响，并计算=0.25时的时域性能指标。
向MATLAB输入下列命令，可以得到曲线如图所示。
num=[0 0 4]; den1=[1 04];den2=[1 1 4];den3=[1 2 4];den4=[1 4 4]; den5=[1 8 4];t=0:0.1:10;step(num,den1,t)gridtext(4,1.7,'Zeta=0');holdstep(num,den2,t)text (1.6,1.4,'0.25')step(num,den3,t)text (1.6,1.15,'0.5')step(num,den4,t)text(1.54,0.813,'1.0')step(num,den5,t)text(1.32,0.468,'2.0')title('2.1 G(s)')2）绘制出当=0.25, 分别取1,2,4,6时单位阶跃响应曲线，分析参数对系统的影响。
向MATLAB输入下列命令，可以得到曲线如图所示。
num1=[0 0 1];den1=[1 0.5 1];t=0:0.1:10;step(num1,den1,t); grid;hold ontext(3.32,1.4,'wn=1')num2=[0 0 4]; den2=[1 4];step(num2,den2,t); hold ontext(3.26,0.8,'wn=2')num3=[0 0 16]; den3=[116];step(num3,den3,t); hold ontext(3.23,0.962,'wn=4')num4=[0 0 36]; den3=[1 36];step(num4,den4,t); hold ontext(1.4,1.09,'wn=6')3、系统的特征方程式为，试用2种判稳方式判别该系统的稳定性。
1、向MATLAB输入下列命令，可以得到>> roots([2 1 3 5 10])ans =0.7555 + 1.4444i0.7555 - 1.4444i-1.0055 + 0.9331i-1.0055 - 0.9331i>>2、向MATLAB输入下列命令，可以得到>> den=[2 1 3 5 10];[r,info]=routh(den)r =2.00003.0000 10.00001.0000 5.0000 0-7.0000 10.0000 06.4286 0 010.0000 0 0info =所判定系统有 2 个不稳定根!>>4．单位负反馈系统的开环模型为试用劳斯稳定判据判据判断系统的稳定性，并求出使得闭环系统稳定的K值范围。
向MATLAB输入下列命令，可以得到>> den=[1,12,69,198,866.5];[r,info]=routh(den)r =1.0000 69.0000 866.500012.0000 198.0000 052.5000 866.5000 0-0.0571 0 0866.5000 0 0info =所判定系统有 2 个不稳定根! >> den=[1,12,69,198,866]; [r,info]=routh(den)r =1.0000 69.0000 866.000012.0000 198.0000 052.5000 866.0000 00.0571 0 0866.0000 0 0info =所要判定系统稳定!>> den=[1,12,69,198,0];[r,info]=routh(den)r =1.0000 69.0000 012.0000 198.0000 052.5000 0 0198.0000 0 0198.0000 0 0info =所要判定系统稳定!>> den=[1,12,69,198,-0.001]; [r,info]=routh(den)r =1.0000 69.0000 -0.001012.0000 198.0000 052.5000 -0.0010 0198.0002 0 0-0.0010 0 0info =所判定系统有 1 个不稳定根!分析知：闭环系统稳定的K值范围为（0,866)四、实验心得与体会1．熟练掌握step( )函数和impulse( )函数的使用方法，研究线性系统在单位阶跃、单位脉冲及单位斜坡函数作用下的响应。
2．通过响应曲线观测特征参量和对二阶系统性能的影响。
3．熟练掌握系统的稳定性的判断方法。
4.了解到时域分析法直接在时间域中对系统进行分析，可以提供系统时间响应的全部信息，具有直观、准确的特点。
为了研究控制系统的时域特性，经常采用瞬态响应（如阶跃响应、脉冲响应和斜坡响应）。
5.用MATLAB求系统的瞬态响应时，将传递函数的分子、分母多项式的系数分别以s的降幂排列写为两个数组num、den。
由于控制系统分子的阶次m一般小于其分母的阶次n，所以num中的数组元素与分子多项式系数之间自右向左逐次对齐，不足部分用零补齐，缺项系数也用零补上。
一、实验目的1. 熟悉MATLAB用于控制系统中的一些基本编程语句和格式。
2. 利用MATLAB语句绘制系统的根轨迹。
3. 掌握用根轨迹分析系统性能的图解方法。
4. 掌握系统参数变化对特征根位置的影响。
二、实验内容1．请绘制下面系统的根轨迹曲线同时得出在单位阶跃负反馈下使得闭环系统稳定的K值的范围。
2. 在系统设计工具rltool界面中，通过添加零点和极点方法，试凑出上述系统，并观察增加极、零点对系统的影响。
三、实验结果及分析1．请绘制下面系统的根轨迹曲线同时得出在单位阶跃负反馈下使得闭环系统稳定的K值的范围。