浙大考研资料-浙大自控原理实验内容

实验内容

以下实验以实验报告的形式（Word 文件，包括程序、结果或图形）递交电子版本

实验内容1

实验目的：熟悉MATLAB 及其在模型表示方法，掌握用MATLAB 进行方块图

的转化。

实验内容：

1． 给定连续系统状态空间方程

[]x

y u x x 1000010106.000

6.04.13.08.10004.1004.18.2=????????????+????????????------= 求传递函数模型和零极点模型，并判断其稳定性。（稳定的，最小相位的）

2． 系统方块图如图所示：

s )

求输入输出传递函数。（并与方框图法得到的传递函数进行比较）

实验内容2：

实验目的：熟悉MATLAB 的绘图方法，掌握用MATLAB 进行控制系统时域分

析的方法。

实验内容：

1． 典型二阶系统2222)(n n n

ωs ξωs ωs H ++=，其中n ω为自然频率（无阻尼振荡频率），ξ为相

对阻尼系数，试绘制

1） 当n ω＝6，ξ分别为0.1,0.2,…,1.0,2.0时的单位阶跃响应。（绘制在同一张图上）

2） 当ξ＝0.7，n ω取2,4,6,8,10,12时的单位阶跃响应。（绘制在同一张图上）

提示：绘制在同一张图上可以采用以下方法

figure(1);

hold on;

……

hold off

2． 编程计算二阶系统1

s 1G(s)2++=s 的时域指标（上升时间，超调量，峰值时间，稳态时间）。（可以利用公式，也可以根据阶跃响应的输出值，利用定义得到）

实验内容3：

实验目的：熟悉MATLAB 中根轨迹的分析方法，掌握用MATLAB 进行根轨迹

的分析与设计。

实验内容：

1．非单位反馈控制系统的传递函数为：

210(820)0.2()()(4)2

A s s G s H s s s s ++==++ 绘制系统的根轨迹，确定具有最小阻尼比ξ的放大系数A ，并用零、极点、增益形式表示闭环传递函数。

2．2(613)1()()(3)1

K s s G s H s s s s ++==++ 假设Mp=1.0948，确定满足Mp 的ξ值对应的K 值，并用零极点增益方式表示闭环传递函数。（计算精度±0.05）

实验内容4：

实验目的：熟悉MATLAB 中频域的分析方法，掌握用MATLAB 进行系统频域

分析与设计。

实验内容：

1． 单位反馈开环系统)

2)(5)(1(50)(-++=s s s s H ，绘制系统Nyquist 曲线，判断闭环系统的稳定性，绘制出闭环系统的脉冲响应。

2． 控制系统的传递函数为

2(1)()(2)(45)

K s G s s s s +=+++ 用对数频率特性确定相位裕度大于45°时的Km 值

实验内容5：

实验目的：熟悉MATLAB 中离散系统的分析方法，掌握用MATLAB 进行离散

系统分析与设计。

实验内容：

1． 离散二阶系统568.0368.1632.0)(2+-=

z z z H 求当输入为幅值±1的方波信号时系统的输出响

应。 实验内容6：

实验目的：熟悉MATLAB 中状态空间系统的分析方法，掌握用MATLAB 进行

状态空间系统分析与设计。

实验内容：

1． 已知受控系统为u x x ??

????+??????---=139432 ，设计状态反馈阵K ，使系统闭环极点为-1+j2, -1-j2. (分别采用上课所讲方法直接编程和matlab 函数place 或acker 方法)

2． 已知系统[]x

y u x x 011101200120001=????

?

?????+??????????= 设计全维状态观测器，使其极点为-3,-4,-5。(分别采用书上的方法直接编程和matlab 函数estim 方法)