北航自控實驗報告-一、二階系統(tǒng)的電子模擬及時域響應(yīng)的動態(tài)測試-資料下載頁
2025-02-04 06:06本頁面
【導(dǎo)讀】超調(diào)量σ%及過渡過程時間TS。取不同的時間常數(shù)T分別為：、、。令ωn=1弧度/秒，則系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖。線路圖搭接線路，不用的運算放大器接成比例器。謹(jǐn)慎，不可接錯）。線路接好后，經(jīng)教師檢查后再通電。進(jìn)入實驗軟件系統(tǒng)。造成零點漂移以致結(jié)果不準(zhǔn)確。運放不一定是無窮大，這也會對傳遞函數(shù)的參數(shù)造成一定影響。值與理論值出現(xiàn)誤差也是情理之中的。的擾動對系統(tǒng)的輸出特性有較大干擾，會使其輸出特性曲線發(fā)生波動。位階躍響應(yīng)是沒有穩(wěn)態(tài)誤差的。f(或ω)變化的數(shù)值，這個變化規(guī)律就是系統(tǒng)的幅頻特性和相頻特性。
【正文】 裕度： 176。 圖 34c 系統(tǒng) 加滯后校正波特圖 ： 截止頻率： ： 103dB 相位裕度： 176。 七、結(jié)果分析 。 ，即系統(tǒng)快速性變好了，而且超調(diào)量也減小了。從頻率角度來看，截止頻率減小，相位穩(wěn)定裕度增大，系統(tǒng)的穩(wěn)定性變好了。 ，即系統(tǒng)快速性變差了，但是超調(diào)量減小了很多，甚至比加串聯(lián)超前校正時的超調(diào)還小。從頻率角度來看，截止頻率變小了，但相位穩(wěn)定裕度增大了很多，甚至超過了加串聯(lián)超前校正時的相位穩(wěn)定裕度。 。但是改變狀況又不一樣。加串聯(lián)超前校正即使系統(tǒng)變快，又降低了超調(diào)，使相位穩(wěn)定裕度增大，使系統(tǒng)在調(diào)節(jié)時間和超調(diào)量上達(dá)到了比較好的平衡，使系統(tǒng)變得比較好。而加入串聯(lián)滯后校正時的系統(tǒng)是以加長調(diào)節(jié)時間來達(dá)到降低超調(diào)量的目的的，使相位穩(wěn)定裕度達(dá)到比較好的程度，但是這個系統(tǒng)比未加校正時變慢了不少，在對快速性要求較高時 不適用。 八、收獲、體會及建議 這次實驗對 Matlab 使用要求較高，需要我們自己研究繪制波特圖，感覺比前兩次實驗收獲要大一些。 實驗四 控制系統(tǒng)數(shù)字 仿真 實驗時間 實驗編號 1 同組同學(xué) 無 一、實驗?zāi)康? 通過本實驗掌握利用四階龍格 —— 庫塔法進(jìn)行控制系統(tǒng)數(shù)字仿真的方法，并分析系統(tǒng)參數(shù)改變對系統(tǒng)性能的影響。 二、實驗方法 已知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 41 ： 圖 41 若輸入為單位階躍函數(shù)，計算當(dāng)超調(diào)量分別為 5%， 25%， 50%時 K的取值（用主導(dǎo)極點方法估算），并根據(jù)確定的 K值在計算機上進(jìn)行數(shù)字仿真。 三、理論計算 1. 計算步驟 ①用計算機繪制系統(tǒng)的根軌跡 ②根據(jù)公式： 2/1% 1 0 0 %e ?? ?? ????，可以解得相應(yīng)的ξ ③由 cosβ =ξ ,過原點做傾角為 180β的直線，與系統(tǒng)根軌跡的交點即為系統(tǒng)主導(dǎo)極點 ④將主導(dǎo)極點坐標(biāo)代入系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)中并令模值為 1，可解 K 2. 理論計算結(jié)果 見下表： 四、計算機仿真 1. 實驗程序 ①四階龍格庫塔計算函數(shù)： % %功能：進(jìn)行龍格庫塔計算。 （ A， B， C， D）為系統(tǒng)的系數(shù)矩陣， x0 為輸入， h為仿真步長， %r 為輸入信號幅值， t0 為仿真的起始時間， tf 為終止時間 。t 為仿真時間，y為系統(tǒng)輸出 function [t,y]=RgKta(A,B,C,D,x0,h,r,v,t0,tf)。 x=x0。 y=0。 t=t0。 for i=1:tf/h K1=A*x+B*r。 K2=A*(x+h*K1/2)+B*r。 K3=A*(x+h*K2/2)+B*r。 K4=A*(x+h*K3)+B*r。 x=x+h*(K1+2*K2+2*K3+K4)/6。 y=[y。C*x]。 t=[t。t(i)+h]。 end ②主程序 % %功能：仿真計算當(dāng)超調(diào)量為 5%,25%,50%的 K 值，求解調(diào)節(jié)時間，并畫出階躍響應(yīng)曲線 y=[0 0]。 k=1。 while max(y)= %%(5%超調(diào) ),(25%超調(diào) ),(50%超調(diào) ) num1=[k]。 den1=[1 10 25 0]。 [num,den]=feedback(num1,den1,1,1)。 [A,B,C,D]=tf2ss(num,den)。 x0=[0。0。0]。 v=1。 tf=10。 t0=0。 h=。 r=1。 [t,y]=RgKta(A,B,C,D,x0,h,r,v,t0,tf)。 k=k+1。 end [os,ts,tr]=stepspecs(t,y,y (end),5) 2. 仿真結(jié)果 圖 42 超調(diào)量為 5%時的系統(tǒng)階躍響應(yīng)曲線 圖 43 超調(diào)量為 25%時的系統(tǒng)階躍響應(yīng)曲線 圖 44 超調(diào)量為 50%時的系統(tǒng)階躍響應(yīng)曲線 五 、收獲、體會及建議 本次實驗作為課后作業(yè)， 因為時間原因 未能好好完成。報告參考了網(wǎng)上現(xiàn)有的資料。 希望以后有機會可以認(rèn)真地再自學(xué)一下這一部分。
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