【正文】 不得不說 matlab 的功能很強大，我們只是掌握了其中一點點， matlab 中的很多工具箱都很實用，有待自己進一步去探究和學(xué)習(xí) 。sin(x)cos(x^2)39。(1+x^2)/(1+x^4)39。 五 實驗總結(jié) 通過這個實驗 熟悉常規(guī) PID 控制器的設(shè)計方法，掌握 PID 參數(shù)的調(diào)節(jié)規(guī)律，學(xué)會編寫程序求系統(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo) ，收獲頗多。 end tr=t(k)。 k=1。(y(tm)yss*) tm=tm1。 p=(Myss)/yss。 [M tpk]=max(y)。 tm=length(t)。以一系列采樣時刻點 kT（ T 為采樣周期）代表連續(xù)時間 t，以矩形法數(shù)值積分近似代替積分，以一階后向差分近似代替微分， 即： 00011( ) ( ) ( )( ) ( ) ( ( ) ) ( ) ( )kktjjt k Te d T e j T T e jde t e k T e k T e k e kdt T T?????? ??? ????? ? ? ? ???????? 離散 PID 表達式： 比 例 積 分 微 分 對象模型 PID 控制器 r(t) y(t) u(t) e(t) 32 011( ) ( )( ) [ ( ) ( ) ]kpdjie k e ku k K e k e j T TTT???? ? ?? 三 、實驗程序及結(jié)果 在 SIMULINK窗口建立如下模型 設(shè)計 PID控制器，傳遞函數(shù)模型如下 計算得出 M= p= tp= tr= ts= yss= 滿足條件。 31 南昌大學(xué)實驗報告 學(xué)生姓名： 費夢娟 學(xué) 號： 6100310059 專業(yè)班級： 自動化 102 班 實驗類型：■ 驗證 □ 綜合 □ 設(shè)計 □ 創(chuàng)新 實驗日期： 實驗成績： 實驗七 控制系統(tǒng) PID 校正器設(shè)計法 一、實驗?zāi)康? 熟悉常規(guī) PID控制器的設(shè)計方法 掌握 PID參數(shù)的調(diào)節(jié)規(guī)律 學(xué)習(xí)編寫程序求系統(tǒng)的動態(tài)性能指 標(biāo) 二、實驗基本原理 1．模擬 PID 控制器 典型的 PID 控制結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。 并求系統(tǒng)性能指標(biāo)：穩(wěn)態(tài)值、上升時間、調(diào)節(jié)時間、超調(diào)量。 控制系統(tǒng)頻域分析基本方法 1） Bode圖： bode()函數(shù) 2） Nyquist圖： nyquist()函數(shù) 3）穩(wěn)定裕度計算： margin( )函數(shù) 線性系統(tǒng)時間響應(yīng)分析 1） step( )函數(shù) 求系統(tǒng)階躍響應(yīng) 2） impulse( )函數(shù)： 求取系統(tǒng)的脈沖響應(yīng) 3） lsim( )函數(shù)：求系統(tǒng)的任意輸入下的仿真 三 、實驗程序及結(jié)果 1 、 表 示 下 列 傳 遞 函 數(shù) 模 型 , 并 轉(zhuǎn) 化 成 其 他 的 數(shù) 學(xué) 模 型 1.(1)傳遞函數(shù)以及傳遞函數(shù)轉(zhuǎn)化為零極點形式 26 傳遞函數(shù)轉(zhuǎn)化為狀空表達式 （ 2） 傳遞函數(shù)以及傳遞函數(shù)轉(zhuǎn)化為零極點形式 傳遞函數(shù)轉(zhuǎn)化為狀空表達式 27 （ 3） 傳遞函數(shù)以及傳遞函數(shù)轉(zhuǎn)化為零極點形式 傳遞函數(shù)轉(zhuǎn)化為狀空表達式 (4)狀空表達式以及狀空表達式轉(zhuǎn)化為傳遞函數(shù) 28 狀空表達式轉(zhuǎn)化為零極點形式 一個單位負反饋開環(huán)傳遞函數(shù)為 試繪出系統(tǒng)閉環(huán)的根軌跡圖；并在跟軌跡圖上任選一點，試計算該點的增益 K及其所有極點的位置 。 3） feedback()函數(shù)：系統(tǒng)反饋連接。 25 南昌大學(xué)實驗報告 學(xué)生姓名： 費夢娟 學(xué) 號： 6100310059 專業(yè)班級： 自動化 102 班 實驗類型：■ 驗證 □ 綜合 □ 設(shè)計 □ 創(chuàng)新 實驗日期： 實驗成績： 實驗六 控制系統(tǒng)的頻域與時域分析 一、實驗?zāi)康? 掌握控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的基本描述方法和相互轉(zhuǎn)化 了解控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析方法 掌握控制系統(tǒng)頻域與時域分析基本方法 二、實驗基本原理 系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的幾種表示方法 在 MATLAB工具箱中，提供了子系統(tǒng)的連接處理函數(shù)： 1） series()函數(shù)：系統(tǒng)串聯(lián)實現(xiàn)。 24 由仿真曲線可知，滑艇在牽引力 F（值為 1000）的作用下，在經(jīng)過 80s 左右的時間后，速度由 0 上升并穩(wěn)定在 33km/h。由運動學(xué)的相關(guān)定理可知，整個滑艇 系統(tǒng)的動力學(xué)方程為： 21u [ ( )]F u u? ? ? ?m 其中， m為滑艇的質(zhì)量。 23 在滑艇的運行過程中，滑艇主要受到如下作用力的控制：滑艇自身的牽引力 F，滑艇受到的水 的阻力 f。 (4)要求對加入的 PID控制器封裝成一個模塊使用。并繪制相應(yīng)的響應(yīng)曲線 (2)計算仿真結(jié)果的超調(diào)量、上升時間、調(diào)節(jié)時間、穩(wěn)態(tài)誤差。 （ 3）設(shè)置仿真控制參數(shù)。鼠標(biāo)左鍵點擊相應(yīng)模塊，拖拽到模型窗口中即可。讓自己對軟件的拓展范圍加大，自己的使用更加順利，收獲很大。 grid on 5 4 3 2 1 0 1 2 3 4 5 4 0 2 002040圖形 1xy5 4 3 2 1 0 1 2 3 4 5012345x 1 04圖形 2xy2 1 0 1 2 1 . 51 0 . 500 . 511 . 52圖形 3xy0 1 2 3 4 5 6 71 0 . 500 . 51圖形 4ty 2．繪制二階系統(tǒng)階躍響應(yīng)，綜合演示圖形標(biāo)識。y39。)。 xlabel(39。圖形 439。 plot(t,y)。 t=linspace(0,2*pi,10000)。equal39。)。 ylabel(39。x39。)。 title(39。 y=r*cos(t)。 r=2。 grid on subplot(2,2,3)。y39。)。 18 xlabel(39。圖形 239。 plot(x,y)。 x=5::5。)。 ylabel(39。x39。)。 title(39。 y=xx.^3/3。 ① 33xxy ?? ② 2221 xey ?? ③ ??? ?? try trx cossin ④ y=sin(t)sin(9t) %繪制下列曲線 subplot(2,2,1)。\fontsize{14} \bfy \rightarrow39。\fontsize{14} \bft \rightarrow39。 num2str(ts)]。 cell_string{4}=[39。 cell_string{3}=39。 cell_string{2}=