自动控制原理课程设计课件(第3版)(编辑修改稿)

自动控制原理课程设计课件(第3版)(编辑修改稿)内容摘要：

) pos=100*(maxyyss)/yss for i=1:20xx if y(i)==maxy n=i。 end end tp=(n1)* y1=*yss y2=*yss i=20xx while i0 i=i1 if y(i)=y1|y(i)=y2。 m=i。 break end end 34 ts=(m1)* title(39。 step response39。 ) grid maxy = yss = pos =% tp = y1 = y2 = ts = 在 Debug菜单中选择ＲＵＮ得到结果 35 用 MATLAB中的 LTI Viewer图形工具 求系统 单位 阶跃响应的性能指标 【 例 4】 已知一个单位反馈系统框图如图所示 ， 其中 )14)(()( ssssG求系统的单位阶跃响应。 并计算其性能指标。 )( sG )(sR )(sC36 以 【 例 4】 系统为例来说明怎样使用 MATLAB中 LTI Viewer 求系统的各种性能指标。 ① 在 MATLAB命令框输入以下命令： 37 或运行 【 例 4】 中的 M文件 38 系统的阶跃响应曲线 39 ② 在 MATLAB提示符 》 后，输入 ltiview，即可启动该图形软件，显示窗口如图所示。 40 从 File的下拉菜单中选中 → import选项选择需要仿真的系统。 选择窗口中的 Lsys系统 ，并用鼠标点击 OK 41 在画面中点击鼠标右键 ， 选择 “ Characteristics”选项 ， 再选择 “ Peak Time”项可得阶跃响应曲线中的 峰值时间为。 42 43 System： Lsys Peak amplitued： Overshoot(%)： At time： 44 在画面中点击鼠标右键，选择 “ Characteristics”选项，再选择“ Settling Time”、 “ Rise Time”、 “ Steady State”选项可得阶跃响应曲线中的调节时间为 ，上升时间为 ,稳态值为 1（稳态误差为 0）。 45 本例中 ， 通过点击 “ Edit”菜单 ， 在弹出的下拉菜单中选择“ Viewer Preferences”项 ， 设定阶跃响应的上升时间范围为最终稳态值的 0~90%， 调 节 时间的误差带为 2%。 46 求 系统 单位 斜坡响应 例 5：求如下系统的单位 斜坡 响应 108410)()()(23  ssssRsCs在ＭＡＴＬＡＢ的Ｅ ditor/Debugger输入程序 47 num=10 den=[1,4,8,10] t=[0::20] subplot(2,1,1) u=t plot(t,u) hold on lsim(num,den,u,t) 在 Debug菜单中选择ＲＵＮ得到结果 48 求 系统 单位 抛物线输入响应 例 6：求如下系统的单位 抛物线输入 响应 81612588)()()(234 ssssssRsCs在ＭＡＴＬＡＢ的Ｅ ditor/Debugger输入程序 49 num=[8,8] den=[1,5,12,16,8,0,0] t=[0::20] y=step(num,den,t) subplot(2,1,1) y1=*power(t,2) plot(t,y,t,y1) grid 在 Debug菜单中选择ＲＵＮ得到结果 50 控制系统稳定性分析的 MATLAB实现 直接求根判定系统稳定性 求解控制系统闭环特征方程的根并判断所有根的实部是否小于零，在MATLAB里这是很容易用函数 roots( )实现的。 【 例 7】 已知系统开环传递函数为： ，试判别系统的稳定性。 )20)(1( )2(100)(   SSS SSG【 解 】 根据题意 ， 利用 roots( )函数给出以下 MATLAB程序段： k=100。 z=[2]。 p=[0,1,20]。 [n1,d1]=zp2tf(z,p,k)； G=tf(n1,d1)； p=n1+d1； roots(p) %运行结果： n1 =[ 0 0 100 200]， d1 =[ 1 21 20 0]； %运行结果： Transfer function: 100 s + 200 s^3 + 21 s^2 + 20 s %运行结果： p =[ 1 21 120 200] ans = 51 主要的根轨迹函数表 第 4章 用 MATLAB绘制系统的根轨迹 52 求开环传递函数的零极点 例 1： 已知系统的开环传递函数 32)152()()(221ssssKsHsG求系统开环零、极点的位置 num=[2 5 1]。 den=[1 2 3]。 pzmap(num,den)。 title(‘polezero Map’) 分子多项式 分母多项式 求零极点函数 打印标题 53 绘制常规根轨迹 例 2： 已知系统的开环传递函数 )2)(1()()()( ssssKsHsG绘制该系统的根轨迹图 k=1 z=[] p=[0,1,2] [n,d]=zp2tf(z,p,k) rlocus(n,d) 绘制根轨迹函数 54 55 例 3： 已知系统的开环传递函数 )22)(()()( 2 ssssKsHsG绘制系统的根轨迹图。 num=1 den=conv(conv([1,0],[1,]),[1,2,2]) rlocus(num,den) title(39。 控制系统根轨迹图 39。 ) 56 57 绘制带阻尼比和自然振荡频率栅格 例 4： 已知系统的开环传递函数 绘制系统的根轨迹图及带阻尼比和自然振荡频率栅格。 k=1 z=[] p=[0,1,2] [n,d]=zp2tf(z,p,k) rlocus(n,d) sgrid title(39。 控制系统根轨迹图和栅格 39。 ) 绘制栅格 )2)(1()()()( ssssKsHsG58 59 系统性能分析 例 5： 已知系统的开环传递函数 绘制系统的根轨迹图并分析系统性能。 k=1 z=[ ] p=[0,1,2] [n,d]=zp2tf(z,p,k) rlocus(n,d) sgrid [k,p]=rlocfind(n,d) 求十字光标处的闭环极点 )2)(1()()( sssKsHsG60 Select a point in the graphics window selected_point = +。