计算机控制原理实验报告详解

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计算机控制原理实验报告详解

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计算机控制原理实验报告姓名:学号:班级:指导教师:完成时间:实验一 二阶系统闭环参数n ω和ξ对时域响应的影响一、实验目的1.研究二阶系统闭环参数nω和ξ对时域响应的影响2.研究二阶系统不同阻尼比下的响应曲线及系统的稳定性。

二、实验要求1. 从help 菜单或其它方式,理解程序的每个语句和函数的含义;2.分析ξ对时域响应的影响,观察典型二阶系统阻尼系数ξ在一般工程系统中的选择范围; 三、实验内容1、如图1所示的典型二阶系统,其开环传递函数为)2s(s G(S)2n n ξωω+=,其中,无阻尼自然震荡角频率n ω=1,ξ为阻尼比,试绘制ξ分别为0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.9, 1.2, 1.5时,其单位负反馈系统的单位阶跃响应曲线(绘制在同一张图上)。

图1 典型二阶系统方框图2、程序代码 wn=1;sigma=[0,0.2,0.4,0.6,0.9,1.2,1.5];(1) num=wn*wn;t=linspace(0,20,200)';(2) for j=1:7(3)den=conv([1,0],[1,2*wn*sigma(j)]);(4) s1=tf(num,den);(5) sys=feedback(s1,1)(6);y(:,j)=step(sys,t);(7)endplot(t,y(:,1:7));(8)grid;(9)gtext('sigma=0');(10)gtext('sigma=0.2');gtext('sigma=0.4');gtext('sigma=0.6');gtext('sigma=0.9');gtext('sigma=1.2');gtext('sigma=1.5');3、代码函数理解分析(1)给ξ赋值。

(2)用于创建向量。

linspace是Matlab中的一个指令,用于产生x1,x2之间的N点行矢量。

计算机控制技术实验报告

计算机控制技术实验报告

计算机控制技术实验报告实验一 信号的采样与保持一、实验目的1.熟悉信号的采样和保持过程。

2.学习和掌握香农(采样)定理。

3.学习用直线插值法和二次曲线插值法还原信号。

二、实验设备PC 机一台,TD-ACS 实验系统一套,i386EX 系统板一块。

三、实验原理香农(采样)定理:若对于一个具有有限频谱(max ωω<)的连续信号)(t f 进行采样,当采样频率满足max 2ωω≥s 时,则采样函数)(t f *能无失真地恢复到原来的连续信号)(t f 。

m ax ω为信号的最高频率,s ω为采样频率。

四.实验内容1.采样与保持编写程序,实现信号通过 A/D 转换器转换成数字量送到控制计算机,计算机再把数字量送到 D/A 转换器输出。

实验线路图如图2-1所示,图中画“○”的线需用户在实验中自行接好,其它线系统已连好。

图2-1 采样保持线路图控制计算机的“OUT1”表示386EX 内部1#定时器的输出端,定时器输出的方波周期=定时器时常,“IRQ7”表示386EX 内部主片8259的“7”号中断,用作采样中断。

正弦波单元的“OUT ”端输出周期性的正弦波信号,通过模数转换单元的“IN7”端输入,系统用定时器作为基准时钟(初始化为10ms ),定时采集“IN7”端的信号,转换结束产生采样中断,在中断服务程序中读入转换完的数字量,送到数模转换单元,在“OUT1”端输出相应的模拟信号。

由于数模转换器有输出锁存能力,所以它具有零阶保持器的作用。

采样周期T= TK×10ms,TK 的范围为01~ FFH ,通过修改TK 就可以灵活地改变采样周期,后面实验的采样周期设置也是如此。

零阶采样保持程序流程图如图2-2所示。

图2-2 零阶采样保持程序流程图实验步骤:(1)参考流程图2-2编写零阶保持程序,编译、链接。

(2)按照实验线路图2-1接线,检查无误后开启设备电源。

(3)用示波器的表笔测量正弦波单元的“OUT ”端,调节正弦波单元的调幅、调频电位器及拨动开关,使得“OUT ”端输出幅值为3V ,周期1S 的正弦波。

计算机控制工程实验报告

计算机控制工程实验报告

计算机控制工程实验一 实验目的 试验目的:1了解计算机控制系统的基本构成结构和掌握计算机控制系统的原理;熟悉计算机控制系统的设计过程。

2掌握控制器的设计方法;能够利用最小拍有纹波,最小拍无纹波,大林算法,数字PID 四种方法设计数字控制器。

并体会四种算法设计的不同。

比较不同控制器的设计方法的区别,在编程和仿真的过程中,学习MATLAB 软件的使用,通过Matlab 工具仿真控制效果,掌握不同控制器的特点;3 通过本实验积累在具体控制工程中分析与解决具体问题的能力,并熟悉设计控制系统的过程。

4 对仿真结果进行分析,体会不同的设计思想,加深对计算机控制系统设计的理解 二 实验任务 实验对象结构:D(z)是待设计的数字控制器,G(s)是被控对象的连续传递函数,G h (s)是零阶保持器,T 为采样周期G(s)有两种:传函G 1:()Se s G S S s G Tsh --=+=1)(,)2(2传函G 2:()Se s G S e s G Tsh S ---=+=1)(,22 T=0.5 试分别设计控制算法(D(z))使输出Y(t)能够跟踪v(t)参考输入,v (t )有三种:1单位阶跃 2单位速度3随动信号:设输入信号包含上升、平顶和下降阶段或改用加速度信号设计4种控制器:1数字PID2大林算法3最小拍(最速跟踪) 4最小拍无纹波三 数字控制器的设计、实验设计与仿真结果 1 有纹波的最小拍控制器(1)传函G 1的最小有纹波控制器设计广义对象的Z 传递函数为:故输入阶跃信号时被控对象为G 1(s)的控制器设计对单位阶跃信号,1=q 所以,因为, 且)('1z F 的首项为1,所以有,)('1z F =1, 即则数字控制器为: 输入阶跃信号时被控对象为G 1(s)的控制器设计:)368.01)(1()717.01(184.0)2(21)(1111-------+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⋅-=z z z z s s s e Z z G Ts 11111=-===---j z N M d ,,,)()('1z F z z -=φ)()1()('11z F z z e --=φ01)(deg '1=-+=-m d z F )1()(1--=z z e φ1)(1)(-=-=z z z e φφ)717.01()368.01(43.5)()()(1)(11--+-=⋅=z z z z z G z D eφφ输入阶跃信号时被控对象为G 1(s)的仿真结果:输入速度信号时被控对象为G 1(s)的控制器设计对单位速度信号,2=q 所以,因为, 且)('1z F 的首项为1,所以有,)('1z F =1, 即则数字控制器为:输入速度信号时被控对象为G 1(s)的控制器设计:)()('1z F z z -=φ)()1()('121z F z z e --=φ01)(deg '1=-+=-m d z F 21)1()(--=z z e φ212)(1)(---=-=z z z z e φφ)717.01)(1()368.01)(5.01(86.10)()()(1)(1111----+---=⋅=z z z z z z z G z D e φφ输入速度信号时被控对象为G 1(s)的仿真结果:输入随动信号时被控对象为G 1(s)的控制器设计设计的随动信号是有单位速度信号叠加而成的,最高阶次为2,设计的控制器与单位速度信号相同。

控制原理实验报告

控制原理实验报告

控制原理实验报告控制原理实验报告引言:控制原理是现代工程领域中非常重要的一个学科,它研究如何通过对系统的输入进行调节,使系统能够按照预定的要求进行运行。

在本次实验中,我们将通过实际操作和数据分析,探索控制原理的基本概念和应用。

一、实验目的本次实验的目的是通过搭建一个简单的控制系统,了解控制原理的基本概念和应用。

具体目标包括:1. 理解控制系统的基本组成和工作原理;2. 学会使用传感器和执行器进行信号采集和输出;3. 掌握PID控制器的调节方法和参数优化。

二、实验装置和方法1. 实验装置:本次实验所使用的装置包括传感器、执行器、控制器和计算机等。

传感器用于采集系统的反馈信号,执行器用于输出控制信号,控制器则负责对输入信号进行处理和调节。

2. 实验方法:首先,我们需要搭建一个简单的控制系统,包括传感器、执行器和控制器。

然后,通过调节控制器的参数,使系统能够按照预定的要求进行运行。

最后,通过实验数据的采集和分析,对控制系统的性能进行评估和优化。

三、实验结果与分析在实验过程中,我们采集了系统的反馈信号和控制信号,并进行了数据分析和性能评估。

通过对实验数据的分析,我们可以得出以下结论:1. 控制器的参数对系统的性能有着重要的影响。

在实验中,我们通过调节控制器的参数,发现不同的参数设置会导致系统的响应速度、稳定性和抗干扰能力等方面的变化。

2. PID控制器是一种常用的控制器类型,它通过比例、积分和微分三个部分对输入信号进行调节。

在实验中,我们对PID控制器的参数进行了优化,使系统的性能得到了进一步提升。

3. 实际控制系统中,还存在着各种干扰和噪声。

在实验中,我们通过添加干扰信号和噪声信号,测试了系统的抗干扰和抗噪声能力。

通过对实验数据的分析,我们可以评估系统的鲁棒性和稳定性。

四、实验总结通过本次实验,我们深入了解了控制原理的基本概念和应用。

通过实际操作和数据分析,我们对控制系统的组成和工作原理有了更深入的理解。

计算机控制课程实验实验报告

计算机控制课程实验实验报告

计算机控制课程实验实验报告姓名:学号:班级:实验一输入与输出通道1.A/D转换实验1.1实验内容:编写实验程序,将-5V ~ +5V的电压作为ADC0809的模拟量输入,将转换所得的8位数字量保存于变量中。

1.2实验原理:实验设备中的ADC0809芯片,其输出八位数据线以及CLOCK线已连到控制计算机的数据线及系统应用时钟1MCLK (1MHz)上。

其它控制线根据实验要求可另外连接 (A、B、C、STR、/OE、EOC、IN0~IN7)。

根据实验内容的要求,可以设计出如图1所示的实验线路图。

上图中,AD0809的启动信号“STR”是由控制计算机定时输出方波来实现的。

“OUT1”表示386EX内部1#定时器的输出端,定时器输出的方波周期=定时器时常。

图中ADC0809芯片输入选通地址码A、B、C为“1”状态,选通输入通道IN7;通过单次阶跃单元的电位器可以给A/D转换器输入-5V ~ +5V的模拟电压;系统定时器定时1ms输出方波信号启动A/D转换器,并将A/D转换完后的数据量读入到控制计算机中,最后保存到变量中。

1.3程序流程:1.4实验步骤及结果:(1) 打开联机操作软件,参照流程图,在编辑区编写实验程序。

检查无误后编译、链接。

(2) 按图1接线 (注意:图中画“o”的线需用户自行连接),连接好后,请仔细检查,无错误后方可开启设备电源。

(3) 装载完程序后,系统默认程序的起点在主程序的开始语句。

用户可以自行设置程序起点,可先将光标放在起点处,再通过调试菜单项中设置起点或者直接点击设置起点图标,即可将程序起点设在光标处。

(4) 加入变量监视,具体步骤为:打开“设置”菜单项中的“变量监视”窗口或者直接点击“变量监视”图标,将程序中定义的全局变量“AD0~AD9”加入到变量监视中。

在查看菜单项中的工具栏中选中变量区或者点击变量区图标,系统软件默认选中寄存器区,点击“变量区”可查看或修改要监视的变量。

计算机控制技术实训报告

计算机控制技术实训报告

一、实训背景随着科学技术的不断发展,计算机技术在各个领域的应用日益广泛。

计算机控制技术作为自动化领域的重要组成部分,其研究与应用对于提高生产效率、降低成本、改善产品品质等方面具有重要意义。

为了使学生深入了解计算机控制技术,提高动手能力,本实训课程以计算机控制技术为核心,通过实际操作,使学生掌握计算机控制系统的设计、调试和实施方法。

二、实训目的1. 理解计算机控制系统的基本原理和组成;2. 掌握计算机控制系统的设计方法;3. 熟悉计算机控制系统的调试与实施;4. 培养学生团队合作精神和创新意识。

三、实训内容1. 计算机控制系统的基本组成计算机控制系统主要由以下几个部分组成:(1)被控对象:被控对象是指需要通过计算机控制系统进行控制的设备或过程。

(2)传感器:传感器用于将物理量转换为电信号,以便计算机控制系统进行处理。

(3)控制器:控制器是计算机控制系统的核心,负责接收传感器输入信号,根据预设的控制策略进行计算,并输出控制信号。

(4)执行器:执行器根据控制器输出的控制信号,实现对被控对象的调节。

(5)人机界面:人机界面用于人与计算机控制系统之间的交互,包括操作面板、显示器等。

2. 计算机控制系统的设计方法计算机控制系统的设计主要包括以下几个步骤:(1)系统分析:分析被控对象的特点和需求,确定控制目标。

(2)系统建模:根据被控对象的特点,建立数学模型。

(3)控制器设计:根据数学模型和控制目标,选择合适的控制器类型,并进行参数整定。

(4)系统仿真:在计算机上对控制系统进行仿真,验证系统性能。

(5)系统实施:根据仿真结果,对实际控制系统进行调整和优化。

3. 计算机控制系统的调试与实施计算机控制系统的调试主要包括以下几个方面:(1)硬件调试:检查硬件设备是否正常,包括传感器、控制器、执行器等。

(2)软件调试:检查控制算法是否正确,参数是否合理。

(3)系统联调:将硬件和软件结合起来,进行系统联调,验证系统性能。

计算机控制系统实验报告

计算机控制系统实验报告

计算机控制系统实验报告《计算机控制系统实验报告》一、实验目的本次实验旨在通过搭建计算机控制系统,探究计算机在控制系统中的应用和作用。

通过实际操作,加深对计算机控制系统的理解,提高实践能力。

二、实验内容1. 搭建计算机控制系统的硬件平台,包括计算机、传感器、执行器等设备的连接和配置;2. 编写控制程序,实现对执行器的控制;3. 进行实际控制实验,观察计算机在控制系统中的作用和效果。

三、实验步骤1. 硬件搭建:按照实验指导书上的要求,连接计算机、传感器和执行器,确保硬件平台的正常运行;2. 软件编写:根据实验要求,编写控制程序,包括传感器数据采集、数据处理和执行器控制等部分;3. 实际控制:运行编写好的控制程序,观察执行器的运行情况,记录数据并进行分析。

四、实验结果与分析经过实验操作,我们成功搭建了计算机控制系统,并编写了相应的控制程序。

在实际控制过程中,计算机能够准确、快速地对传感器采集的数据进行处理,并通过执行器实现对系统的控制。

实验结果表明,计算机在控制系统中发挥着重要作用,能够提高系统的稳定性和精度。

五、实验总结通过本次实验,我们深入了解了计算机在控制系统中的应用和作用,提高了对计算机控制系统的理解。

实践中,我们也发现了一些问题和不足,需要进一步学习和改进。

总的来说,本次实验对我们的学习和实践能力都有很大的提升。

六、实验感想本次实验让我们深刻感受到了计算机在控制系统中的重要性,也让我们更加坚定了学习和掌握计算机控制技术的决心。

希望通过不断的学习和实践,能够成为优秀的控制工程师,为社会发展做出贡献。

以上就是本次计算机控制系统实验的报告,谢谢阅读。

计算机控制系统实验报告

计算机控制系统实验报告

一、实验目的1. 理解计算机控制系统的基本原理和组成;2. 掌握计算机控制系统的基本操作和调试方法;3. 通过实验,加深对计算机控制理论的理解和应用。

二、实验仪器1. PC计算机一台;2. 计算机控制系统实验箱一台;3. 传感器、执行器等实验设备。

三、实验内容1. 计算机控制系统组成与原理;2. 传感器信号采集与处理;3. 执行器控制与调节;4. 计算机控制系统调试与优化。

四、实验步骤1. 熟悉实验设备,了解计算机控制系统实验箱的组成及功能;2. 连接实验设备,检查无误后启动实验软件;3. 根据实验要求,进行传感器信号采集与处理;4. 根据实验要求,进行执行器控制与调节;5. 对计算机控制系统进行调试与优化,观察系统响应和性能;6. 记录实验数据,分析实验结果。

五、实验结果与分析1. 计算机控制系统组成与原理实验过程中,我们了解了计算机控制系统的基本组成,包括传感器、控制器、执行器等。

传感器用于采集被控对象的物理量,控制器根据采集到的信号进行计算、处理,然后输出控制信号给执行器,执行器对被控对象进行调节。

2. 传感器信号采集与处理在实验中,我们使用了温度传感器采集环境温度信号。

通过实验,我们掌握了如何将模拟信号转换为数字信号,以及如何对采集到的信号进行滤波处理。

3. 执行器控制与调节实验中,我们使用了继电器作为执行器,根据控制器输出的控制信号进行开关控制。

通过实验,我们学会了如何设置执行器的参数,以及如何对执行器进行调节。

4. 计算机控制系统调试与优化在实验过程中,我们对计算机控制系统进行了调试与优化。

通过调整控制器参数,使得系统在满足控制要求的同时,具有良好的动态性能和稳态性能。

六、实验总结本次实验使我们对计算机控制系统有了更深入的了解,掌握了计算机控制系统的基本原理和操作方法。

通过实验,我们提高了动手能力和实际操作能力,为今后从事相关领域工作奠定了基础。

七、实验报告1. 实验名称:计算机控制系统实验2. 实验日期:XXXX年XX月XX日3. 实验人员:XXX、XXX4. 实验指导教师:XXX5. 实验内容:计算机控制系统组成与原理、传感器信号采集与处理、执行器控制与调节、计算机控制系统调试与优化6. 实验结果与分析:详细描述实验过程中遇到的问题、解决方法及实验结果7. 实验心得体会:总结实验过程中的收获和体会(注:以上实验报告仅供参考,具体实验内容和结果可能因实际情况而有所不同。

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计算机控制原理实验报告姓名:学号:班级:指导教师:完成时间:实验一 二阶系统闭环参数n ω和ξ对时域响应的影响一、实验目的1.研究二阶系统闭环参数nω和ξ对时域响应的影响2.研究二阶系统不同阻尼比下的响应曲线及系统的稳定性。

二、实验要求1. 从help 菜单或其它方式,理解程序的每个语句和函数的含义;2.分析ξ对时域响应的影响,观察典型二阶系统阻尼系数ξ在一般工程系统中的选择范围; 三、实验内容1、如图1所示的典型二阶系统,其开环传递函数为)2s(s G(S)2n n ξωω+=,其中,无阻尼自然震荡角频率n ω=1,ξ为阻尼比,试绘制ξ分别为0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.9, 1.2, 1.5时,其单位负反馈系统的单位阶跃响应曲线(绘制在同一张图上)。

图1 典型二阶系统方框图2、程序代码 wn=1;sigma=[0,0.2,0.4,0.6,0.9,1.2,1.5];(1) num=wn*wn;t=linspace(0,20,200)';(2) for j=1:7(3)den=conv([1,0],[1,2*wn*sigma(j)]);(4) s1=tf(num,den);(5) sys=feedback(s1,1)(6);y(:,j)=step(sys,t);(7)endplot(t,y(:,1:7));(8)grid;(9)gtext('sigma=0');(10)gtext('sigma=0.2');gtext('sigma=0.4');gtext('sigma=0.6');gtext('sigma=0.9');gtext('sigma=1.2');gtext('sigma=1.5');3、代码函数理解分析(1)给ξ赋值。

(2)用于创建向量。

linspace是Matlab中的一个指令,用于产生x1,x2之间的N点行矢量。

其中x1、x2、N分别为起始值、终止值、元素个数。

若缺省N,默认点数为100。

(3)给j赋值1至7。

ω),并赋值给den。

(4)做多项式的乘积(卷积),用来表示s(s+2ξn(5)定义开环传递函数,num做分子,den做分母。

(6)ys=feedback(sys1,sys2),其中sys1是对象,sys2代表负反馈线路中的传递函数,也就是后所sys = feedback(sys1,2)意思是指对sys1系统进行负反馈,负反馈增益为2,sys = feedback(sys1,1)意思是对sys1进行单位负反馈。

(7)求系统在时间t内的单位阶跃响应。

(8)作图,以t为横坐标,y为纵坐标做7条曲线。

(9)网格显示。

(10)点击显示sigma的值。

4、曲线图四、实验结论从二阶系统的脉冲响应曲线可以看出:无阻尼响应(sigma=0)为等幅震荡,没有调节作用;过阻尼和临界阻尼(sigma>=1)是单调衰减的,不存在超调的现象;欠阻尼(0<sigma<1)是有超调衰减的过程,随着阻尼比的减小单位阶跃响应的震荡特性加强。

在欠阻尼响应中,sigma=0.4到0.8的响应过程不仅具有较sigma=1时的更短的调整时间,而且震荡特性也不严重。

因此,一般希望二阶系统工作在sigma=0.4到0.8的欠阻尼状态因为在这种状态下将获得一个震荡适度,调整时间较短的响应过程。

实验二开环参数K和T对系统动态性能及稳定性的影响一、实验目的研究开环参数K和T对系统动态性能及稳定性的影响。

二、实验要求1. 推导单位负反馈系统的闭环传递函数;ω、ξ的关系式;2. 对比二阶系统的典型传递函数,找出K、T与nω、ξ的关系;3. 从2中的关系式中分析K、T与n4. 实验参数设定T=1,试绘制K分别为0.1, 0.2, 0.5, 0.8, 1.0, 2.4时,其单位负反馈系统的单位阶跃曲线(绘制在同一张图上);5. 从help菜单或其它方式,制作PPT讲解程序的每个语句和函数的含义;三、实验内容K,其中,K为回路增益,1、对一般的二阶系统而言,其开环传递函数为)1sTs(+通常是可调节的,T为时间常数,通常由被控对象的特性决定,一般是不可以改变的。

2、由已知条件可以求得随动系统的闭环传递函数为KS S T Ks M ++=2)(ψ其中T M 为机电时间常数,K 为开环增益。

二阶系统的单位阶跃响应的标准形式为:0)( 2c(s) 222n=++=ξωξωωnn s s两个表达式对比可以得出:KT T Kw M Mn 21==ξ3、程序代码 T=1;K=[0.1,0.2,0.5,0.8,1.0,2.4];(1) t=linspace(0,20,200)(2) num=1;den=conv([1,0],[T,1]);(3) for j=1:6(4)s1=tf(num*K(j),den);(5) sys=feedback(s1,1);(6) y(:,j)=step(sys,t);(7) endplot(t,y(:,1:6));(8) grid;(9)gtext('K=0.1');(10) gtext('K=0.2'); gtext('K=0.5'); gtext('K=0.8'); gtext('K=1.0'); gtext('K=2.4');4、代码函数理解分析(1)K 取值分别为0.1,0.2,0.5,0.8,1.0,2.4;(2)用于创建向量。

linspace 是Matlab 中的一个指令,用于产生x1,x2之间的N 点行矢量。

其中x1、x2、N 分别为起始值、终止值、元素个数。

若缺省N ,默认点数为100。

(3)卷积,用于表示S(TS+1)。

(4)给j 赋值1至6。

(5)表示开环传递函数,tf (分子,分母),赋值给S1。

(6)单位负反馈。

(7)求系统在时间t 内的单位阶跃响应。

(8)作图,以t 为横坐标,y 为纵坐标做6条曲线。

(9)网格做图。

(10)点击获取K 的值。

5、曲线图四、实验结论1、在T 一定时,K 值增大,响应速度提高,调整时间增大,超调量减小; K>=1时,系统响应是单调衰减的,K<1时,系统响应是超调衰减的。

2、K 和T 一起决定n ω和ξ的大小。

提高n ω可以提高系统的响应速度,增大ξ提高系统的阻尼程度,从而缩短调整时间。

一般情况下,提高n ω是通过增大K 来实现的,而ξ的往往是通过减小K 完成的,其中机电时间常数T 在电动机选定后是一个不可调的确定参数。

因此,系统的响应速度和阻尼程度之间存在一定的矛盾。

实验三 理解PID 控制器对系统性能的影响,进行PID 控制器的设计对于如图2所示的负反馈控制系统,被控对象和反馈环节的传递函数如下:图2 典型的负反馈控制系统方框图其中,1)()15)(12)(1(1)(=+++=s H s s s s G o(一) 比例控制Pp c K s G =)(一、实验要求1、对于比例系数为0.1, 2.0,2.4, 3.0, 3.5, 绘制系统的单位阶跃响应;2、分析比例系数对系统性能的影响;3、理解程序代码及函数的含义。

二、实验内容 1、程序代码G=tf(1,conv(conv([1,1],[2,1]),[5,1]))(1)kp=[0.1,2.0,2.4,3.0,3.5];(2)for i=1:5(3)G=feedback(kp(i)*G,1);(4)step(G);(5)hold on;(6)endgtext('kp=0.1');(7)gtext('kp=2.0');gtext('kp=2.4');gtext('kp=3.0');gtext('kp=3.5')2、代码解释分析(1)表示系统的开环传递函数tf(分子,分母),conv函数是卷积函数,计算多项式的乘法。

(2)分别给kp赋值。

(3)I从1到5,表示循环。

(4)单位反馈函数。

(5)求出系统的单位阶跃响应。

(6)使当前轴及图形保持而不被刷新,准备接受此后将绘制的图形,多图共存。

(7)点击依次获取kp的值。

3、曲线图三、实验结论(1)对系统的动态性能影响:Kp加大,将使系统响应速度加快,Kp偏大时,系统振荡次数增多,调节时间加长;;Kp太小又会使系统的响应速度缓慢。

Kp的选择以输出响应产生4:1衰减过程为宜。

(2)对系统的稳态性能影响:在系统稳定的前提下,加大Kp可以减少稳态误差,但不能消除稳态误差。

因此Kp的整定主要依据系统的动态性能。

(二) 比例微分控制PDs K K s G p p c τ+=)(一、实验要求1、设置p K =2,微分时间常数τ=0, 0.3, 0.7, 1.5, 3,试在各个比例微分系数下,绘制系统的单位阶跃响应曲线;2、分析微分控制对系统性能的影响;3、解释和说明程序代码。

二、实验内容 1、程序代码G=tf(1,conv(conv([1,1],[2,1]),[5,1]));(1) kp=2;tou=[0,0.3,0.7,1.5,3];(2) for i=1:5(3)G1=tf([kp*tou(i),kp],1);(4) sys=feedback(G1*G,1);(5) step(sys);(6) hold on ;(7) endgtext('tou=0');(8) gtext('tou=0.3'); gtext('tou=0.7'); gtext('tou=1.5'); gtext('tou=3'); 2、代码解释分析(1)表示系统的开环传递函数tf (分子,分母),conv 函数是卷积函数,计算多项式的乘法。

(2)分别给tou 赋值。

(3)I 从1到5,表示循环。

(4)比例微分传递函数 (5)单位负反馈函数。

(6)求出系统的单位阶跃响应。

(7)使当前轴及图形保持而不被刷新,准备接受此后将绘制的图形,多图共存。

(8)点击依次获取tou 的值。

3、曲线图三、实验结论(1)积分控制通常和比例控制或比例积分控制联合作用,构成PD 控制或PID 控制。

(2)对系统的动态性能影响:微分时间τ的增加即微分作用的增加可以改善系统的动态特性,如减少超调量,缩短调节时间等。

适当加大比例控制,可以减少稳态误差,提高控制精度。

但τ值偏大或偏小都会适得其反。

另外微分作用有可能放大系统的噪声,降低系统的抗干扰能力。

(3)对系统的稳态性能影响:微分环节的加入,可以在误差出现或变化瞬间,按偏差变化的趋向进行控制。

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