基于Matlab的控制系统实验研究综合

实验三基于Matlab的控制系统实验研究综合一目的与任务1．了解MATLAB软件仿真平台2．掌握利用程语言及Simulink仿真平台进行控制系统仿真的方法3．掌握基于Matlab绘制控制系统各种曲线的方法二实验要求1．熟悉Simulink仿真平台2．基于Matlab的仿真程序的编写3．掌握MATLAB环境下系统的阶跃响应曲线、根轨迹曲线以及频率特性曲线的绘制三实验内容（一）阶跃响应1．二阶系统的闭环传递函数为𝐺1(𝑠)=10𝑠2+2s+10（1）计算系统的闭环根.阻尼比.无阻尼振动频率，并做记录。（2）键入程序，观察记录阶跃响应曲线。从阶跃响应曲线上记录实际测区的峰值大小Cmax（tp）.峰值时间tp，过渡时间ts,并与理论计算值相比较。实际值理论值峰值1.351.35峰值时间1.051.047过渡时间%52.523%23.344§=0.316Wn=3.162修改参数，分别实现§=1，§=2的响应曲线，并与原系统响应曲线记录在同一幅画中。5%修改参数，Wn1=0.5Wn0,Wn2=2Wn0的响应曲线，并与原系统响应曲线记录在在同于幅图中。3试作出系统的脉冲响应曲线和斜坡响应曲线4在SIMULINK环境下，构造系统的构造图，作时域仿真并与命令行方式取得的响应曲线进行对比。（二）根轨迹1系统开环传递函数为𝐺1=𝐾𝑔𝑠(𝑠+1)(𝑠+2)要求：(1)绘制系统的根轨迹(2)确定根轨迹的分离点与相应的根轨迹增益(3)确定临界稳定时的根轨迹增益Kg2系统开环传递函数为𝐺2=𝐾𝑔(𝑠+1)𝑠(𝑠−1)(𝑠2+4𝑠+16)要求：绘制系统的根轨迹，确定根轨迹与虚轴交点并确定系统稳定的根轨迹增益。（三）博德图1开环传递函数为𝐺(𝑠)=1𝑇2𝑠2+2T§s+1T=0.1§=2,1,0.5,0.1,0.01要求：不同阻尼比情况下，绘制系统博德图并保存在同一幅图。2开环传递函数为𝐺(𝑠)=31.6s(0.001s+1)(0.1s+1)（1）做博德图，在曲线上标出幅频特性，相频特性幅频特性——初始段斜率.高频段斜率.开环截止频率.中频段穿越斜率。相频特性——低频段相近相位角，高频段渐进相位角.-180°线的穿越频率。（2）计算系统的稳定裕度，并确定系统的稳定性（3）在图上作近似折线特性相比较