重庆交通大学
学生实验报告
实验课程名称机械工程控制基础
开课实验室交通装备与制造工程实训中心
学院机电与汽车工程学院年级 2012专业班机械电子工程（2）学生姓名学号
开课时间 2014 至 2015 学年第二学期
验证性设计性综合性
ans =
(1/2)^n
（2） )
1.0)(8.0()(2
--=z z z z F
syms z
>> f=((z^2)/((z-0.8)*(z-0.1))) f =
z^2/((z - 4/5)*(z - 1/10))
>> iztrans(f) ans =
(8*(4/5)^n)/7 - (1/10)^n/7
实验项目
系统分析
实验时间
实验地点 90304
实验性质
验证性
设计性
综合性
教师评价：
评价教师签名： 第三章：计算机控制系统的分析
1 试求如题图 3.1所示的采样控制系统在单位阶跃信号作用下的输出响应)(*t y 。
设
)
10(*20
)(+=
s s s G ，采样周期T=0.1s 。
解： gs=tf([20],[1 10 0]); gz=c2d(gs,0.1,'imp'); gzb1=gz/(gz+1);
gzb2=feedback(gz,1); y=step(gzb1); step(gzb1,gzb2);
结果：
2 试求如题图3.1所示的采样控制系统在单位速度信号作用下的稳态误差。
设)
11.0(1
)(+=
s s s G ，采样周期T=0.1s.
解： gs=tf([1],[0.1 1 0]); T=0.1;
gz=c2d(gs,T,'imp'); gzb=feedback(gz,1);
rz = tf([0.1 0],[1 -2 1],T); rz1 = zpk([0],[1 1],T,T); yz=rz*gzb; impulse(yz); t=[0:0.1:10]'; ramp=t;
lsim(gzb,ramp,t)
[y,t1] = lsim(gzb,ramp,t); ER = ramp - y
plot(ER,t),grid
结果：
误差曲线
5 对于题图3.1所示的采样控制系统，设)
1(10
)(+=s s s G ，采样周期T=1s 。
（1） 试分析该系统是否满足稳定的充要条件。
（2） 试用Routh 准则判断其稳定性。
解： gs=tf([1],[1 1 0]); T=1;
gz=c2d(gs,T,'imp'); gzb=feedback(gz,1); pzmap(gzb)
结果：
故满足稳定的充要条件。
6 设线性离散控制系统的特征方程为0391********
3=---z z z ，试判断此系统的稳定性。
解：gz1=tf([1],[45 -117 -119 -39],1); pzmap(gz1)
结果：
故稳定。
9 一闭环系统如图3.2所示，设)
1(1
)(+=
s s s G ，采样周期T=1s 。
试求：
（1） 绘制开环系统的幅相频率特性曲线。
（2） 绘制开环系统的bode 图。
（3） 确定相位裕度和幅值裕度。
解： Gs=tf([1],[1 1 0]) Gz=c2d(Gs,1) nyquist(Gz) Gs =
1 ------- s^
2 + s
Continuous-time transfer function.
Gz =
0.3679 z + 0.2642
----------------------
z^2 - 1.368 z + 0.3679
Sample time: 1 seconds
Discrete-time transfer function.
bode(Gz)
实验项目控制系统的离散化设计
实验时间实验地点90304
实验性质
验证性设计性综合性教师评价：
评价教师签名：
第四章计算机控制系统的离散化设计
2 某系统如题图4.1所示，已知被控对象的传递函数为
)
05
.0
1
)(
1.0
1(
1
)
(
0s
s
s
s
G
+
+
=
设采样周期T=0.1s，针对单位速度输入设计有纹波系统的数字控制器，计算采样瞬间数字控制
解： Gs=tf([10],[1 1 0])
Gz=c2d(Gs,1)
Gs =
10
-------
s^2 + s
Continuous-time transfer function. Gz =
3.679 z + 2.642
----------------------
z^2 - 1.368 z + 0.3679
Sample time: 1 seconds
Discrete-time transfer function. >> Wez=filt([1 -2 1],[1],1)
Wez =
1 -
2 z^-1 + z^-2
Sample time: 1 seconds
Discrete-time transfer function. >> Wz=1-Wez
Wz =
2 z^-1 - z^-2
结果：
看不懂怎么回事。
6 某控制系统如题图4.1所示，已知被控对象的传递函数为)
1(5)(0+=s s s G 设采样周期T=1s ，试设计数值控制器D （z ），使得系统对等速输入响应在采样点上无稳态误差，同时对阶跃响应的超调量和调整时间均为有所折中，并画出所选阻尼因子所对应的阶跃响应和等速响应的曲线。
解： Gs=tf([5],[1 1 0])
Gz=c2d(Gs,0.1)
Wez=filt([1 -2 1],[1],0.1)
Gs =
5
-------
s^2 + s
Continuous-time transfer function.
Gz =
0.02419 z + 0.02339
----------------------
z^2 - 1.905 z + 0.9048
Sample time: 0.1 seconds
Discrete-time transfer function.
Wez =
Discrete-time transfer function.
Rz =
0.1 z^-1
-----------------
1 -
2 z^-1 + z^-2
Sample time: 0.1 seconds
Discrete-time transfer function.
Wz1 =
1.8 z^-1 - z^-2
---------------
1 - 0.
2 z^-1、
图：
实验项目模拟化设计、状态空间分析和线性离散化状态空间设计实验时间实验地点90304
实验性质
验证性设计性综合性
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