计算机辅助控制综合实验报告).doc

控制系统计算机辅助设计 综合实验指导 实验名称：连续与离散系统校正实验，系统可控性与可观性实验，系统的simulink仿真实验 实验任务书 1. 有一个单位负反馈控制系统，如果控制对象的传递函数为 设计要求： ① 相角裕度≥45°； ② 当系统的输入信号是单位斜坡信号时，稳态误差ess≤0.04。 ③ 要求绘制出校正后系统和未校正系统的Bode图及其闭环系统的单位阶跃响应曲线，并进行对比。 2. 有一个单位负反馈控制系统，如果控制对象的传递函数为： 试设计一个串联滞后校正装置。 设计要求： ①相角裕度≥45°； ② 当系统的输入信号是单位斜坡信号时，稳态误差ess≤0.04。 ③ 要求绘制出校正后系统和未校正系统的Bode图及其闭环系统的单位阶跃响应曲线，并进行对比。 3. 有一个单位负反馈控制系统，如果控制对象的传递函数为 试设计一个串联超前滞后校正装置，设计要求： ①相角裕度≥45°； ② 当系统的输入信号是单位斜坡信号时，稳态误差ess≤0.04。 ③ 要求绘制出校正后系统和未校正系统的Bode图及其闭环系统的单位阶跃响应曲线，并进行对比。 4. 系统结构图如图所示，其中，采样周期Ts=0.01s，被控对象，为零阶保持器。用W变换法设计一超前校正装置D(z)，使系统相位裕度γ≥50°，校验设计后系统的性能指标。 5. 系统结构图如图所示，其中，采样周期Ts=0.01s，被控对象，为零阶保持器。用W变换法设计一超前校正装置D(z)，使系统相位裕度γ≥50°，校验设计后系统的性能指标。 6. 已知系统状态空间方程： ，。对系统进行可控性|、可观性分析以及极点配置控制器的设计。 实验要求： 判别系统的可控性，求解系统的变换矩阵。 如果系统完全可控，导出系统的第一可控标准型。 判断系统的可观测性，求解系统的变换矩阵 如果系统完全可观测，导出系统的第一可观测标准型。 确定状态反馈矩阵K，使系统的闭环极点配置在 位置上，并绘制出配置后系统单位阶跃时间响应曲线。 7. 建立如图所示双闭环计算机控制直流调速系统的simulink模型。仿真观测转速和电流跟踪特性等性能指标，调整数字PI调节器参数，以满足系统的性能指标要求。 8. 有限拍随动系统的设计： 1） 某一离散控制系统的被控队形的传递函数为：，保持器为零阶保持器，采样周期试设计单位速度输入时的有限拍控制器。 某一离散控制系统的被控队形的传递函数为：，保持器为零阶保持器，采样周期试设计单位速度输入时的有限拍无纹波控制器。 9．用函数调用的方法，求出，要求写出脚本式M文件和函数式M文件 10. 找出101——n之间的满足（1）它是完全平方数； （2）在满足完全平方数的前提下，有两位数字相同。 统计满足条件的数的个数。 11 通过键盘输入一个整数，将该数变成按相反顺序的数，例如12345变成54321 1．num=25;den=conv([1,0],conv([0.25,1],[0.0125,1])); G=tf(num,den); [Gm,Pm,Wcg,Wcp]=margin(G); Pm(γ) w=0.1:0.1:10000; [mag,phase]=bode(G,w);magdb=20*log10(mag); phim1=45;deta=10; phim=phim1-Pm+deta; bita=(1-sin(phim*pi/180))/(1+sin(phim*pi/180)); n=find(magdb+10*log10(1/bita)=0.0001); magdb+10*log10(1/bita)=0.0001 wc=n(1); w1=(wc/10)*sqrt(bita);w2=(wc/10)/sqrt(bita); numc=[1/w1,1];denc=[1/w2,1]; Gc=tf(numc,denc); GmdB=20*log10(Gm); GcG=Gc*G;[Gmc,Pmc,wcgc,wcpc]=margin(GcG); GmcdB=20*log10(Gmc); disp(未校正系统的开环传递函数和频域响应参数：h，γ，wc) G,[GmdB,Pm,W