第一篇：《自動(dòng)控制原理》課程實(shí)驗(yàn)報(bào)告(范例)

《自動(dòng)控制原理》課程實(shí)驗(yàn)報(bào)告

姓名：

班級(jí)：

學(xué)號(hào)： 實(shí)驗(yàn)時(shí)間：

實(shí)驗(yàn)成績(jī)：

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

1．熟練掌握step()函數(shù)和impulse()函數(shù)的使用方法，研究線性系統(tǒng)在單位階躍、單位脈沖及單位斜坡函數(shù)作用下的響應(yīng)。

2．通過(guò)響應(yīng)曲線觀測(cè)特征參量ζ和ωn對(duì)二階系統(tǒng)性能的影響。3．熟練掌握系統(tǒng)的穩(wěn)定性的判斷方法。

二、實(shí)驗(yàn)要求：

1．根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟，寫(xiě)出調(diào)試好的MATLAB語(yǔ)言程序，及對(duì)應(yīng)的MATLAB運(yùn)算結(jié)果。

2．記錄各種輸出波形，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析參數(shù)變化對(duì)系統(tǒng)的影響。3．總結(jié)判斷閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的方法，說(shuō)明增益K對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。

三、實(shí)驗(yàn)步驟：

1．觀察函數(shù)step()函數(shù)和impulse()的調(diào)用格式，假設(shè)系統(tǒng)的傳遞函

s2?3s?7數(shù)模型為G(s)?4，可以用幾種方法繪制出系統(tǒng)的階s?4s3?6s2?4s?1躍響應(yīng)曲線？試分別繪制。

2?n2．對(duì)典型二階系統(tǒng)G(s)?2 2s?2??ns??n1）分別繪制出ωn=2(rad/s),ζ分別取0,0.25,0.5,1.0和2.0時(shí)的單位階躍響應(yīng)曲線，分析參數(shù)ζ對(duì)系統(tǒng)的影響。

2）繪制出當(dāng)ζ=0.25，ωn分別取1,2,4,6時(shí)單位階躍響應(yīng)曲線，分析參數(shù)ωn對(duì)系統(tǒng)的影響。

3．單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)模型為G(s)?K，試判2(s?2)(s?4)(s?6s?25)斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并求出使得閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的K值范圍

四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論

時(shí)域分析法直接在時(shí)間域中對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析，可以提供系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)的全部信息，具有直觀、準(zhǔn)確的特點(diǎn)。為了研究控制系統(tǒng)的時(shí)域特性，經(jīng)常采用瞬態(tài)響應(yīng)（如階躍響應(yīng)、脈沖響應(yīng)和斜坡響應(yīng)）。本次實(shí)驗(yàn)從分析系統(tǒng)的性能指標(biāo)出發(fā)，給出了在MATLAB環(huán)境下獲取系統(tǒng)時(shí)域響應(yīng)和分析系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能的方法。

1．用MATLAB求系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)時(shí)，將傳遞函數(shù)的分子、分母多項(xiàng)式的系數(shù)分別以s的降冪排列寫(xiě)為兩個(gè)數(shù)組num、den。由于控制系統(tǒng)分子的階次m一般小于其分母的階次n，所以num中的數(shù)組元素與分子多項(xiàng)式系數(shù)之間自右向左逐次對(duì)齊，不足部分用零補(bǔ)齊，缺項(xiàng)系數(shù)也用零補(bǔ)上。用MATLAB求控制系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng) 1）階躍響應(yīng)

①求系統(tǒng)階躍響應(yīng)的指令有：

step(num,den,t)時(shí)間向量t的范圍可以由人工給定（例如t=0:0.1:10）

在MATLAB程序中，先定義num,den數(shù)組，并調(diào)用上述指令，即可生成單位階躍輸入信號(hào)下的階躍響應(yīng)曲線圖。② 求階躍響應(yīng)的另一種方法

應(yīng)當(dāng)指出，當(dāng)初始條件為零時(shí)，G(s)的單位階躍響應(yīng)與

G(s)的單s位階躍響應(yīng)相同。考慮到求系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)，因?yàn)閷?duì)于單位脈沖輸入量，R(s)=1所以

C(s)G(s)s2?3s?71 ?C(s)??4?32R(s)ss?4s?6s?4s?1s因此，可以將G(s)的單位階躍響應(yīng)變換成G(s)的單位脈沖響應(yīng)。s向MATLAB輸入下列num1和den1，給出階躍響應(yīng)命令，可以得到系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線如圖1-1所示，輸入下列num2和den2，給出脈沖響應(yīng)命令，可以得到如圖1-1所示一樣的單位脈沖響應(yīng)曲線。t=[0:0.1:10];num1=[1,3,7];den1=[1,4,6,4,1];y=step(num,den,t);plot(t,y);grid;t=[0:0.1:10];num=[1,3,7];den=[1,4,6,4,1,0];

圖1-1 單位階躍響應(yīng)曲線 y=impulse(num,den,t);plot(t,y);grid;

2．特征參量?和?n對(duì)二階系統(tǒng)性能的影響

標(biāo)準(zhǔn)二階系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為：

2?nC(s)?2

2R(s)s?2??ns??n二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)在不同的特征參量下有不同的響應(yīng)曲線。1）?對(duì)二階系統(tǒng)性能的影響

設(shè)定無(wú)阻尼自然振蕩頻率?n?2(rad/s)，考慮5種不同的?值：利用MATLAB對(duì)每一種?求取單位階躍響應(yīng)?=0,0.25,0.5,1.0和2.0，曲線，分析參數(shù)?對(duì)系統(tǒng)的影響。

為便于觀測(cè)和比較，在一幅圖上繪出5條響應(yīng)曲線（采用“hold”命令實(shí)現(xiàn)）。

num=[0 0 4];den1=[1 0 4];den2=[1 1 4];den3=[1 2 4];den4=[1 4 4];den5=[1 8 4];t=[0:0.1:5];step(num,den1,t);grid;hold;text(2,1.7,'Zeta=0');step(num,den2,t);text(1.6,1.5,'0.25');step(num,den3,t);text(1.6,1.1,'0.5');step(num,den4,t);text(1.6,0.8,'1.0');step(num,den5,t);

圖1-2 ζ不同時(shí)系統(tǒng)的響應(yīng)曲線 text(1.6,0.5,'2.0');由此得到的響應(yīng)曲線如圖1-2所示： 2）?n對(duì)二階系統(tǒng)性能的影響

同理，設(shè)定阻尼比??0.25時(shí)，當(dāng)?n分別取1,2,4,6時(shí)，利用MATLAB求取單位階躍響應(yīng)曲線，分析參數(shù)?n對(duì)系統(tǒng)的影響。num1=[0 0 1];num2=[0 0 4];num3=[0 0 16];num4=[0 0 36];den1=[1 0.5 1];den2=[1 1 4];den3=[1 2 16];den4=[1 3 36];t=[0:0.1:5];step(num1,den1,t);grid;hold;text(0.1,1.4,'wn=1');step(num2,den2,t);

text(1,1.4,'wn=2');step(num3,den3,t);text(2,1.4,'wn=4');step(num4,den4,t);text(4,1.4,'wn=6');

圖1-3 ?n不同時(shí)系統(tǒng)的響應(yīng)曲線

由此得到的響應(yīng)曲線如圖1-3所示：

3．系統(tǒng)穩(wěn)定性判斷

利用代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)可確定系統(tǒng)個(gè)別參數(shù)變化對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，以及為使系統(tǒng)穩(wěn)定，這些參數(shù)應(yīng)取值的范圍。

K 根據(jù)單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)模型 G(s)?(s?2)(s?4)(s2?6s?25)可以求的閉環(huán)系統(tǒng)的特征方程式為：

D(s)?s4?12s3?69s2?198s?200?K?0

則其勞斯陣列為：

s4s3s211252.552.5?198?12?(200?K)52.5200?K69198200?K0200?K

s1s0根據(jù)穩(wěn)定條件: 52.5?198?12?(200?K)＞0;200+K＞0;因此0＜K＜666.25

第二篇：自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告

北京交通大學(xué)

自動(dòng)控制原理研究性學(xué)習(xí)報(bào)告

——基于MATLAB軟件的系統(tǒng)建模分析與校正

譚堃15221309 田斌15221310 努爾夏提15221305 張雪程13222028

摘要

本文利用MATLAB軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)建模、分析與設(shè)計(jì)、仿真的方法。它能夠直觀、快速地分析系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能、和穩(wěn)態(tài)性能。并且能夠靈活的改變系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)通過(guò)快速、直觀的仿真達(dá)到系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：MATLAB，自動(dòng)控制，系統(tǒng)仿真

1.主要任務(wù)

單位負(fù)反饋隨動(dòng)系統(tǒng)固有部分的傳遞函數(shù)為

G(s)=4K/s(s+2)

1、畫(huà)出未校正系統(tǒng)的Bode圖，分析系統(tǒng)是否穩(wěn)定。

2、畫(huà)出未校正系統(tǒng)的根軌跡圖，分析閉環(huán)系統(tǒng)是否穩(wěn)定。

3、設(shè)計(jì)系統(tǒng)的串聯(lián)校正裝置，使系統(tǒng)達(dá)到下列指標(biāo)：（1）靜態(tài)速度誤差系數(shù)Kv＝20s-1；（2）相位裕量γ≥50°（3）幅值裕量Kg≥10dB。

4、給出校正裝置的傳遞函數(shù)。

5、分別畫(huà)出校正前，校正后和校正裝置的幅頻特性圖。計(jì)算校正后系統(tǒng)的穿越頻率ωc、相位裕量γ。

6、分別畫(huà)出系統(tǒng)校正前、后的開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的奈奎斯特圖，并進(jìn)行分析。

2.理論分析

（1）確定K值

Kv=limsWk =2k=20 所以K = 10（2）校正前系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性如圖實(shí)線所示。

由A(wc)=20/[wc√(1+(wc/2)^2]=1;

得wc≈6.32；

γ(wc)=180?+?(wc)=90?-72.4?=17.6?

可見(jiàn)相位裕量并不滿足要求，為不影響低頻段特性和改善暫態(tài)響應(yīng)性能，采用引前矯正。

（3）設(shè)計(jì)串聯(lián)微分校正裝置：

微分校正環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為

Wc(s)=(Tds+1)/[(Tds/γd)+1);最大相位移為

?max=arcsin[(rd-1)/(rd+1)] 根據(jù)系統(tǒng)相位裕量γ(wc)≥50?的要求，微分矯正環(huán)節(jié)最大相位移為

?max≥50?-17.6?=32.4?

考慮Wc’≥Wc,原系統(tǒng)相角位移將更負(fù)些，故?max將更大些，取?max=40?，即有

Sin40?=(γd-1)/(γd+1)=0.64解得γd=4.6 設(shè)校正后的系統(tǒng)穿越頻率Wc’為矯正裝置兩交接頻率w1與w2的幾何中點(diǎn)。即

Wc’=√w1w2=w1√rd 若認(rèn)為Wc’/w1>>1,Wc’/w2<<1,則得

A(wc’)=1≈20wc’/(wc^2/2)解得w1≈4.32;w2≈19.87;wc’≈9.26。所以校正裝置的傳遞函數(shù)為

Wc(s)=(s/4.32+1)/[(s/19.87)+1);（4）驗(yàn)算校正后系統(tǒng)指標(biāo)

Wk’(s)=20(s/4.32+1)/[s(s/2+1)(s/19.87+1)] 同理，代入數(shù)值得校正裝置的相位裕量為γ(wc’)=52.4? 另?(wj)=-180?,可得出系統(tǒng)穿越頻率wj→∞;所以一定滿足

GM=20lg[1/（wk’(jwj)]≥10dB(三)MATLAB仿真

(1)時(shí)域分析

1.校正前系統(tǒng)的暫態(tài)響應(yīng)曲線如圖：

-圖1 系統(tǒng)單位階躍相應(yīng)

計(jì)算結(jié)果：

pos(超調(diào)量)=60.46%、、tp(峰值時(shí)間)= 0.5s、tr(上升時(shí)間)=1.8s，ts(調(diào)節(jié)時(shí)間)=3.7s 由圖可知：校正前系統(tǒng)的的調(diào)節(jié)時(shí)間較長(zhǎng)，超調(diào)量過(guò)大。

3.校正后系統(tǒng)的暫態(tài)響應(yīng)曲線如圖

圖2系統(tǒng)單位階躍相應(yīng)

計(jì)算結(jié)果：

pos(超調(diào)量)=15.88%、、tp(峰值時(shí)間)= 0.3s、tr(上升時(shí)間)=0.2s，ts(調(diào)節(jié)時(shí)間)=0.6s

系統(tǒng)的暫態(tài)響應(yīng)與校正前相比有較大改善。該系統(tǒng)依然穩(wěn)定，而且反應(yīng)更加快速，應(yīng)采用。

(2)根軌跡

校正前系統(tǒng)的根軌跡如圖

校正后系統(tǒng)的根軌跡如圖：

校正前后根軌跡對(duì)比

(3)對(duì)數(shù)頻率特性

校正前系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性如圖實(shí)線所示：

圖1 系統(tǒng)對(duì)數(shù)頻率特性曲線

相位裕量γ=17.6

穿越頻率=6.32rad/s微分校正環(huán)節(jié)的對(duì)數(shù)頻率特性如圖所示：

校正后系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性如圖所示：

相位裕量γ=52.4穿越頻率=9.26rad/s

對(duì)比圖

(4)幅相頻率特性

校正前系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)幅相頻率特性如圖所示：

圖7 系統(tǒng)幅相頻率特性曲線

校正后系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)幅相頻率特性如圖所示：

對(duì)比圖

四、程序附錄（1）時(shí)域分析

clear

t=0:0.1:5;s=[184 794.8];d=[1 21.87 233.7 794.8];sys=tf(s,d);y1=step(sys,t);plot(t,y1)maxy1=max(y1);yss1=y1(length(t));pos1=100*(maxy1-yss1)/yss1;for i=1:1:51 if(y1(i)==maxy1)n=i;break;end end

tp1=(n-1)*0.1;for i=1:1:51 if(y1(i)<1.02&&y1(i)>0.98)m=i;break;end end

tr1=(m-1)*0.1;for i=51:-1:1 if(y1(i)>1.02||y1(i)<0.98)a=i;break;end end

ts1=a*0.1;pos=[pos1] tp=[tp1] tr=[tr1] ts=[ts1]

clear t=0:0.1:10;s=[40];d=[1 2 40];sys=tf(s,d);y1=step(sys,t);plot(t,y1)maxy1=max(y1);yss1=y1(length(t));pos1=100*(maxy1-yss1)/yss1;for i=1:1:101 if(y1(i)==maxy1)n=i;break;

end end

tp1=(n-1)*0.1;for i=1:1:101 if(y1(i)<1.02&&y1(i)>0.98)m=i;break;end end

tr1=(m-1)*0.1;for i=101:-1:1 if(y1(i)>1.02||y1(i)<0.98)a=i;break;end end

ts1=a*0.1;pos=[pos1] tp=[tp1] tr=[tr1] ts=[ts1]

（2）對(duì)數(shù)頻率特性 clear s1=[0.23 1];d1=[0.05 1];s2=[40];d2=[1 2 40];s3=[184 794.8];d3=[1 21.87 233.7 794.8];sys1=tf(s1,d1);sys2=tf(s2,d2);sys3=tf(s3,d3);figure(1)bode(sys1,sys2,sys3)

（3）根軌跡 clear s1=[40];d1=[1 2 40];s2=[184 794.8];d2=[1 21.87 233.7 794.8];sys1=tf(s1,d1);sys2=tf(s2,d2);figure(1)rlocus(sys1,sys2)

（4）幅相頻率特性 clear s1=[40];d1=[1 2 40];s2=[184 794.8];d2=[1 21.87 233.7 794.8];sys1=tf(s1,d1);sys2=tf(s2,d2);figure(1)nyquist(sys1,sys2)

總結(jié)

本次研究性學(xué)習(xí)的內(nèi)容主要是建立自動(dòng)控制系統(tǒng)并運(yùn)用MATLAB軟件對(duì)設(shè)計(jì)的自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真，其中涉及了關(guān)于自動(dòng)控制方面的很多知識(shí)，也有關(guān)于數(shù)學(xué)建模方面的知識(shí)以及MATLAB軟件的應(yīng)用，此次研究性學(xué)習(xí)建立了衛(wèi)星姿態(tài)的自動(dòng)控制。

在此次設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到了很多問(wèn)題，也接觸到了很多以前不知道的知識(shí)，特別是之前很少接觸過(guò)MATLAB軟件，這讓本次設(shè)計(jì)一度陷入停滯階段。后來(lái)在圖書(shū)館和網(wǎng)絡(luò)上查閱了大量的相關(guān)書(shū)籍，并在同學(xué)的細(xì)心指導(dǎo)下安裝了MATLAB軟件并學(xué)習(xí)其使用方法，從而使問(wèn)題一步步得到了解決，最終成功的完成了此次研究性學(xué)習(xí)。

第三篇：《自動(dòng)控制原理》課程學(xué)習(xí)心得體會(huì)

《自動(dòng)控制原理》課程學(xué)習(xí)心得體會(huì)

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2010級(jí)電子科學(xué)與技術(shù)

我是一名電子科學(xué)類的學(xué)生，專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)就是要求我們能在電子信息處理、電子系統(tǒng)與通信方面從事產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、調(diào)試和新技術(shù)、新工藝的研究、開(kāi)發(fā)，加之自己對(duì)這些的興趣，因此有必要學(xué)習(xí)自動(dòng)控制原理這門課程。大學(xué)的需要我們做的更多的是自學(xué)、會(huì)學(xué)，比如一門課程要把握這門課的整體框架，即這門課多的靈魂所在，畢竟我們學(xué)的東西很多，如果不每天使用這些，一段很長(zhǎng)的時(shí)間以后我們又能夠記得多少呢，把握一門課的整體框架很重要；還有就是要培養(yǎng)自己快速學(xué)習(xí)的能力，這個(gè)世界有很多東西要學(xué)，我們所處的IT 行業(yè)新知識(shí)的更新速度更是飛快，以后在工作崗位上的許多知識(shí)技能都要從頭開(kāi)始，一個(gè)人最大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)就是能在最短的時(shí)間內(nèi)掌握應(yīng)有的技能……

沒(méi)有上課以前我所認(rèn)為的自動(dòng)控制原理就是講一些自動(dòng)控制的某些方法，等接觸到這門課程才發(fā)現(xiàn)這門課程用到了還多的方面的基本知識(shí)，深入了解之后才知道這門課程講的是一些控制原理的一些原理，自動(dòng)控制原理的思路，一些數(shù)學(xué)模型，以及線性系統(tǒng)的分析……

本書(shū)的第一章對(duì)自動(dòng)控制原理做了一個(gè)概述，正如老師所講，學(xué)一門課程要先了解這門課程的整體結(jié)構(gòu)，反饋控制的基本思想、基本原理、基本方法就是本書(shū)的重點(diǎn)，其基本原理是取被控量的反饋信息，用以不斷地修正被控量與輸入量之間的誤差，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制的任務(wù)。課程的主要內(nèi)容包括：經(jīng)典控制理論，現(xiàn)代控制理論，兩套理論的建模、分析與綜合等。這就是本書(shū)的整體框架。

接著開(kāi)始講的就是控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型的主要內(nèi)容，主要講述了控制系統(tǒng)的實(shí)域數(shù)學(xué)模型、復(fù)數(shù)域數(shù)學(xué)模型、結(jié)構(gòu)圖與信號(hào)流圖，此外，還列舉了一些具體的建模實(shí)例，第三章講的就是線性系統(tǒng)的時(shí)域分析法，首先應(yīng)掌握典型的輸入輸出信號(hào)，以及什么是動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)過(guò)程以及它們的性能。重點(diǎn)是線性連續(xù)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程分析。一階系統(tǒng)的分析是指一階微分方程作為運(yùn)動(dòng)方程的控制系統(tǒng)，需要掌握的內(nèi)容是一屆系統(tǒng)對(duì)典型輸入信號(hào)的輸出響應(yīng)。二階系統(tǒng)是指以二階微分方程作為運(yùn)動(dòng)方程的控制系統(tǒng)，以二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)為例，分別研究了欠阻尼的單位階躍響應(yīng)，臨界阻尼，過(guò)阻尼二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)。勞斯穩(wěn)定判據(jù)是根據(jù)所列勞斯表第一列系數(shù)符號(hào)的變化，去判別特征方程式根在S平面上的具體分布，過(guò)程如下： 如果勞斯表中第一列的系數(shù)均為正值，則其特征方程式的根都在S 的左半平面，相應(yīng)的系統(tǒng)是穩(wěn)定的。如果勞斯表中第一列系數(shù)的符號(hào)有變化，其變化的次數(shù)等于該特征方程式的根在S 的右半平面上的個(gè)數(shù)，相應(yīng)的系統(tǒng)為不穩(wěn)定。之后講的是線性系統(tǒng)的穩(wěn)定誤差分析計(jì)算，主要討論了線性控制系統(tǒng)由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，輸入作用形式和類型所產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)誤差，其中包含有系統(tǒng)類型域穩(wěn)態(tài)誤差的關(guān)系，同時(shí)介紹定量描述系統(tǒng)誤差的靜態(tài)誤差系數(shù)法。

然后我們討論了線性系統(tǒng)分析方法的根軌跡法，由于是圖解方法，所以使用起來(lái)更加簡(jiǎn)便，所謂根軌跡就是指開(kāi)環(huán)系統(tǒng)某一參數(shù)從零到無(wú)窮時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)特征方程的根在S平面上變化的軌跡。首先我們應(yīng)先根據(jù)閉環(huán)傳遞函數(shù)方程求出特征方程的根，然后令開(kāi)環(huán)增益K 從零開(kāi)始到無(wú)窮，利用數(shù)學(xué)上的解析方法求解出閉環(huán)節(jié)點(diǎn)的全部數(shù)值，將這些數(shù)值標(biāo)注在S平面上，并連成光滑的粗實(shí)線。繪制根軌跡的目的主要是為了分析系統(tǒng)參數(shù)對(duì)特征根的影響。不同參數(shù)會(huì)導(dǎo)致特征根不同，也就是在特征根在根軌跡上的位置不同，1.只要繪制的根軌跡全部位于S平面左側(cè)，就表示系統(tǒng)參數(shù)無(wú)論怎么改變，特征根全部具有負(fù)實(shí)部，則系統(tǒng)就是穩(wěn)定的。

2.若在虛軸上，表示臨界穩(wěn)定，也就是不斷振蕩 3.假如有根軌跡全部都在S 右半平面，則表示無(wú)論選擇什么參數(shù)，系統(tǒng)都是不穩(wěn)定的。

根軌跡法的基本任務(wù)在于：如何由已知的開(kāi)環(huán)零、極點(diǎn)的分布及根軌跡增益，通過(guò)圖解的方法找出閉環(huán)極點(diǎn)。一旦閉環(huán)極點(diǎn)被確定，閉環(huán)傳遞函數(shù)的形式便不難確定，因?yàn)殚]環(huán)零點(diǎn)可由式直接得到。在已知閉環(huán)傳遞函數(shù)的情況下，閉環(huán)系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)可利用拉氏反變換的方法求出，或利用計(jì)算機(jī)直接求解。開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的根軌跡增益與開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的增益K 之間僅相差一個(gè)比例常數(shù)，這個(gè)比例常數(shù)只與開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)中的零點(diǎn)和極點(diǎn)有關(guān)。根軌跡增益（或根軌跡放大系數(shù)）是系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)的分子﹑分母的最高階次項(xiàng)的系數(shù)為1的比例因子。利用根軌跡我們可以求出系統(tǒng)的穩(wěn)定性，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能等。繪制根軌跡的相角條件與系統(tǒng)開(kāi)環(huán)根軌跡增益K 值的大小無(wú)關(guān)。即在S平面上，所有滿足相角條件的點(diǎn)的集合的構(gòu)成系統(tǒng)的根軌跡圖。即相角條件是繪制根軌跡的主要依據(jù)。繪制根軌跡的幅值條件與系統(tǒng)開(kāi)環(huán)根軌跡增益K 值的大小有關(guān)。即K 值的變化會(huì)改變系統(tǒng)的閉環(huán)極點(diǎn)在S平面上的位置。在系數(shù)參數(shù)全部確定的情況下，凡能滿足相角條件和幅值條件的S 值，就是對(duì)應(yīng)給定參數(shù)的特征根，或系統(tǒng)的閉環(huán)極點(diǎn)。由于相角條件和幅值條件只與系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)有關(guān)，因此，已知系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)便可繪制出根軌跡圖。繪制根軌跡的法則在總結(jié)里就不在列寫(xiě)，主要是書(shū)上都有，此小結(jié)主要寫(xiě)自己的感悟。

最后講述了線性系統(tǒng)的頻域分析法，由于控制中的信號(hào)可以表示為不同頻率正弦信號(hào)的合成，應(yīng)用頻率特性研究系統(tǒng)的經(jīng)典方法就是所謂的頻域分析法。頻域分析法是應(yīng)用頻率特性研究線性系統(tǒng)的一種圖解方法。頻率特性和傳遞函數(shù)一樣，可以用來(lái)表示線性系統(tǒng)或環(huán)節(jié)的動(dòng)態(tài)特性。建立在頻率特性基礎(chǔ)上的分析控制系統(tǒng)的頻域法彌補(bǔ)了時(shí)域分析法中存在的不足，因而獲得了廣泛的應(yīng)用。所謂頻率特性，是指在正弦輸入信號(hào)的作用下，線性系統(tǒng)輸出的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。接下討論的是頻率特性的圖像表示法方法主要有三種，即極坐標(biāo)圖、對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖和對(duì)數(shù)幅相圖。

本總結(jié)報(bào)告到此結(jié)束了，在此祝愿老師心想事成，工作順利。

第四篇：廣工物聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)報(bào)告

課程名稱

自動(dòng)控制原理

_ 學(xué)生學(xué)院

自動(dòng)化學(xué)院

_ 專業(yè)班級(jí)___物聯(lián)網(wǎng)工程（4）班___ 學(xué)

號(hào)____________ 學(xué)生姓名_________________ 組

員_________________ 指導(dǎo)教師_______李順祥 ________

2018 年 1 月

一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、用MATLAB的命令

2、掌握MATLAB有關(guān)傳遞函數(shù)求取其零、極點(diǎn)計(jì)算的函數(shù)

3、掌握用MATLAB求取系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型

二．實(shí)驗(yàn)軟件環(huán)境

1、計(jì)算機(jī)

2、MATLAB軟件

三．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1、特征多項(xiàng)式的建立與特征根的求取

在命令窗口依次運(yùn)行下面命令，并記錄各命令運(yùn)行后果

>>p=[1,2,0,4];

構(gòu)建特征多項(xiàng)式p(s)=s^3+3s^2+4的矩陣 >>r=roots(p)

求特征方程p(s)= p(s)=s^3+3s^2+4=0的特征根 >>p=poly(r)

從特征根構(gòu)建特征多項(xiàng)式的矩陣

2、求單位反饋系統(tǒng)的傳遞函數(shù)

在命令窗口依次運(yùn)行下面命令，并記錄各命令運(yùn)行后果 >>numg=[1];deng=[500,0,0];

構(gòu)建傳遞函數(shù)G(s)=1/500s^2的特征多項(xiàng)式 >>numc=[1,1];denc=[1,2];

構(gòu)建傳遞函數(shù)Gc(s)=(s+1)/(s+2)的特征多項(xiàng)式

>>[num1,den1]=series(numg,deng,numc,denc);

求G(s)Gc(s)>>[num,den]=cloop(num1,den1,-1)求開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)G(s)Gc(s)的閉環(huán)傳遞函數(shù)

>>printsys(um,den)

輸出傳遞函數(shù)

3、傳遞函數(shù)零、極點(diǎn)的求取

在命令窗口依次運(yùn)行下面命令，并記錄各命令運(yùn)行后果 >>num1=[6,0,1];den1=[1,3,3,1];

構(gòu)建傳遞函數(shù)G(s)=(6s^2+1)/(s^3+3s^2+3s+1)的特征多項(xiàng)式 >>z=roots(num1);

求G(s)的零點(diǎn) >>p=roots(den1);

求G(s)的極點(diǎn) >>n1=[1,1];n2=[1,2];d1=[1,2*i];d3=[1,3];>>num2=conv(n1,n2)

求多項(xiàng)式(s+1)(s+2)>>den2=conv(d1,conv(d2,d3))

求多項(xiàng)式(s-2j)(s+2j)(s+3)>>printsys(num2,den2)

構(gòu)建H(s)=(s+1)(s+2)/(s-2j)(s+2j)(s+3)>>num=conv(num1,den2);den=conv(den1,num2);構(gòu)建G(s)/H(s)的特征多項(xiàng)式的矩陣

>>printsys(num,den)

輸出以多項(xiàng)式表示的傳遞函數(shù) >>pzmap(num,den),title(‘極點(diǎn)-零點(diǎn)圖’)

輸出傳遞函數(shù)的極點(diǎn)和零點(diǎn)圖

4、求反饋聯(lián)接系統(tǒng)的傳遞函數(shù)

命令窗口依次運(yùn)行下面命令，并記錄各命令運(yùn)行后果 >>numg=[1];deng=[500,0,0];

構(gòu)建傳遞函數(shù)G(s)=1/500s^2的特征多項(xiàng)式 >>numh=[1,1];denh=[1,2];

構(gòu)建傳遞函數(shù)H(s)=(s+1)/(s+2)的特征多項(xiàng)式 >>[num,den]=feedback(numg,deng,numh,denh)>>printsys(num,den)

5、自行利用MATLAB命令求取以下系統(tǒng)傳遞函數(shù)，并記錄下結(jié)果

四．實(shí)驗(yàn)的結(jié)果及分析1、2、3、4、5、五．實(shí)驗(yàn)心得體會(huì) 通過(guò)本實(shí)驗(yàn)，我了解了基本的Mathlab指令，也讓我認(rèn)識(shí)到了mathlab的強(qiáng)大。還有通過(guò)本實(shí)驗(yàn)我主要了解了如何使用matlab指令求解傳遞函數(shù)以及其零極點(diǎn)，較為基礎(chǔ)，但十分重要，為后面實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展打下基礎(chǔ)。

一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、掌握MATLAB對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)間響應(yīng)分析

2、掌握一節(jié)慣性系統(tǒng)以及二階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)特征以及系統(tǒng)性能與系統(tǒng)參數(shù)之間的關(guān)系

二．實(shí)驗(yàn)軟件環(huán)境

3、計(jì)算機(jī)

4、MATLAB軟件

三．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1、使用MATLAB求一階慣性系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線。

系統(tǒng)傳遞函數(shù)：

在命令窗口依次運(yùn)行下面命令，并記錄各命令運(yùn)行后結(jié)果 >>t=[0:.5:5];>>y=1-exp(-2*t);>>plot(t,y’r’);>>axis[0 5 0 1.1];>>set(gca,’ytick’,0:.1:1.1);>>title(‘y(t)=1-exp(-2t)’);>>xlabel(‘t’);>>ylabel(‘y(t)’);>>grid 若系統(tǒng)傳遞函數(shù)：G(S)=10/s+1 自行編制在命令窗口運(yùn)行命令，求其單位階躍響應(yīng)，并與上面的結(jié)果進(jìn)行比較

2、使用MATLAB求二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線。系統(tǒng)傳遞函數(shù)如下：

在命令窗口如下運(yùn)行命令，并記錄各命令運(yùn)行后結(jié)果 >>sysms s for zeta=[0:0.2:0.8,1:0.5:2] wn=0.4;wn=sym(num2str(wn));zet=sym(num2str(zeta));if zeta==0

figure(1)ezplot(ilaplace(wn^2/s/(s^2+wn^2)),[0 80]);grid on title(‘xi=0’)elseif zeta==1 figure(2)ezplot(ilaplace(wn^2/s/(s+wn)^2),[0 80]);

hold on;else

figure(2)

ezplot(ilaplace(wn^2/s/(s^2+2*zeta*wn^2)),[0 80]);

hold on;end end grid on;title(‘xi:0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,1.5,2.0’)axis([0 80 0 1.8])gtext(‘0.4’)gtext(‘1.0’)gtext(‘2.0’)

四．實(shí)驗(yàn)的結(jié)果及分析1、2、五．實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)

做完了這次實(shí)驗(yàn)，我對(duì)如何使用Matlab對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)域分析有了進(jìn)一步的了解，包括對(duì)一階和二階系統(tǒng)，這是對(duì)系統(tǒng)分析的重要步驟。

一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、掌握MATLAB平臺(tái)下繪制典型環(huán)節(jié)及系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)的Bode圖和Nyquist圖（極坐標(biāo)圖）的方法

2、掌握利用Bode圖和Nyquist圖對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行分析的理論和方法

二．實(shí)驗(yàn)軟件環(huán)境

5、計(jì)算機(jī)

6、MATLAB軟件

三．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1、作各自典型環(huán)節(jié)的Bode圖和Nyquist圖，參數(shù)自定（1）比例環(huán)節(jié)

（2）積分環(huán)節(jié)

（3）慣性環(huán)節(jié)

（4）震蕩環(huán)節(jié)

2、開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)如下

作Bode圖和Nyquist圖：求取幅值裕度和相角裕度，據(jù)此判斷閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性與相對(duì)穩(wěn)定性；按Nyquist穩(wěn)定盤踞判斷閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

四．實(shí)驗(yàn)的結(jié)果及分析

1、(1)

(2)

(3)

(4)

2、五．實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)

本實(shí)驗(yàn)主要了解Matlab軟件的使用以及使用matlab指令求傳遞函數(shù)的頻率響應(yīng)，了解各典型環(huán)節(jié)的頻率響應(yīng)，并求出某一開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)的伯德圖，通過(guò)其幅值裕量和相角裕量，判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。這是一整個(gè)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行頻域分析的步驟，十分重要！

第五篇：《自動(dòng)控制原理》復(fù)習(xí)題

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《自動(dòng)控制原理》復(fù)習(xí)題

一、填空題（每小題分，共分）、線性定常系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是閉環(huán)系統(tǒng)的所有特征根必須。、c

越大

ts。、用時(shí)域法分析控制系統(tǒng)時(shí)，最常用的典型輸入信號(hào)是。、極坐標(biāo)圖上以坐標(biāo)原點(diǎn)為圓心的單位圓和圖上的對(duì)應(yīng)。、如果根軌跡位于實(shí)軸上兩個(gè)相鄰的開(kāi)環(huán)零點(diǎn)之間

（其中一個(gè)零點(diǎn)可以位于無(wú)窮遠(yuǎn)處)，則在這兩個(gè)零點(diǎn)之間必定存在。、要改善

essr

通常可采用兩種方式：）增加前向通路的增益；）。、經(jīng)典控制理論的三大問(wèn)題是穩(wěn)定性、和動(dòng)態(tài)性能。、根據(jù)控制信號(hào)的不同，可以將控制系統(tǒng)分為和隨動(dòng)控制系統(tǒng)。、如果要求系統(tǒng)的快速性好，則閉環(huán)極點(diǎn)應(yīng)距離越遠(yuǎn)越好。、開(kāi)環(huán)控制和是控制系統(tǒng)的兩種基本形式。、一般來(lái)說(shuō)，滿足的系統(tǒng)稱為線性系統(tǒng)，我們又常稱為線性可加性。、組成系統(tǒng)的控制裝置與被控對(duì)象之間，只有順向作用而沒(méi)有反向聯(lián)系的控制稱之為。、用標(biāo)明傳遞函數(shù)的方塊和連接線表示系統(tǒng)功能的圖形叫。、在勞斯表中，第一列的所有元素均大于零，那么系統(tǒng)。、在二階系統(tǒng)中，n

稱為。、在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，使用速度反饋與微分順饋可以改善系統(tǒng)的。、開(kāi)環(huán)幅相頻率特性曲線越靠近（－）點(diǎn)，系統(tǒng)的穩(wěn)定程度。、一個(gè)控制系統(tǒng)的控制作用能否對(duì)系統(tǒng)的所有狀態(tài)產(chǎn)生影響，從而能對(duì)系統(tǒng)的狀態(tài)實(shí)現(xiàn)控制，稱為。、控制系統(tǒng)的反饋分為狀態(tài)反饋和兩種。、相位裕量和是相對(duì)穩(wěn)定性的兩個(gè)重要指標(biāo)。

二、選擇題（每小題分，共分）、設(shè)線性定常系統(tǒng)的閉環(huán)特征方程的根為

si，,?，則該系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件為（）。

．

[]

．[]

．

[]

．

[]、在二階系統(tǒng)的欠阻尼（＜

ξ

＜）階躍響應(yīng)曲線中，阻尼比越小，那么（）。

/

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．超調(diào)量越大

上升時(shí)間越?。{(diào)量越小

上升時(shí)間越大

．超調(diào)量越小

上升時(shí)間越?。{(diào)量越大

上升時(shí)間越大、對(duì)于開(kāi)環(huán)增益為的Ⅰ型系統(tǒng)，在階躍信號(hào)

()作用下的穩(wěn)態(tài)誤差為（）。

．

A

(1

K)

．．

A

K

．

AK、下面種關(guān)于系統(tǒng)開(kāi)環(huán)頻率特性的描述中，錯(cuò)誤的是（）。

．開(kāi)環(huán)頻率特性的低頻段決定了系統(tǒng)的無(wú)差度和開(kāi)環(huán)增益。

．幅頻對(duì)數(shù)特性的中頻穿越頻率是－，并且中頻段寬度

h

時(shí)，系統(tǒng)一定是穩(wěn)定的，并

且動(dòng)態(tài)性能比較好。

．系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)截止頻率

c

與調(diào)節(jié)時(shí)間

ts

成正比；相位裕度

c

和阻尼比

成正比。

．高階系統(tǒng)為了保證抗干擾性能，高頻衰減率應(yīng)為

vh

~

5。、開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的極坐標(biāo)圖如下，不穩(wěn)定的是圖（）。、設(shè)某系統(tǒng)的相位裕度是

co，開(kāi)環(huán)截止頻率是

co，要求校正后相位裕度為

c，開(kāi)環(huán)截止頻

率為

c，適合用滯后校正的條件是（）。

．

．



co

c,co

c

．

co

c,co

c

co

c,co

c

．

co

c,co

c、二階振蕩環(huán)節(jié)，產(chǎn)生諧振峰值的條件是（）。

．

0.707

．

0

1．．

0.707、常用的比例、積分與微分控制規(guī)律的另一種表示方法是（）。

（）

．．．．、對(duì)于欠阻尼的二階系統(tǒng)，當(dāng)無(wú)阻尼自然振蕩頻率

n

保持不變時(shí)，（）

.阻尼比

ξ越大，系統(tǒng)的調(diào)整時(shí)間越大

/

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.阻尼比

ξ越大，系統(tǒng)的調(diào)整時(shí)間越小

.阻尼比

ξ越大，系統(tǒng)的調(diào)整時(shí)間不變

.阻尼比

ξ越大，系統(tǒng)的調(diào)整時(shí)間不定、在系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)中增加零點(diǎn)，將使系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能

（）

.變好

.變差

.不變

.不定

三、名詞解釋（每題分，共分）

.自動(dòng)控制

.線性定常系統(tǒng)

.穩(wěn)態(tài)誤差

.相對(duì)穩(wěn)定性

.根軌跡法

四、簡(jiǎn)答題（每題分，共分）、簡(jiǎn)述采用傳遞函數(shù)描述系統(tǒng)的特點(diǎn)。、請(qǐng)寫(xiě)出梅遜公式的表達(dá)式，并說(shuō)明公式中每個(gè)參數(shù)的含意。、試述擾動(dòng)信號(hào)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的影響，并寫(xiě)出減小或消除擾動(dòng)引起的穩(wěn)態(tài)誤差的措施。、根軌跡如果穿過(guò)虛軸，如何計(jì)算根軌跡與虛軸交點(diǎn)的坐標(biāo)。、簡(jiǎn)述最小相位系統(tǒng)，并說(shuō)明其主要特點(diǎn)。、簡(jiǎn)述奈氏穩(wěn)定判據(jù)。

五、計(jì)算題（每題分，共分）

/

個(gè)人整理精品文檔，僅供個(gè)人學(xué)習(xí)使用、已知系統(tǒng)特征方程為

s4

3s3

6s2

3s

0，試用代數(shù)穩(wěn)定性判據(jù)判別系統(tǒng)的穩(wěn)定性。、已知反饋控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如右圖所示。

試

確

定

結(jié)

構(gòu)

參

數(shù)

和

τ，使

M

p

20%,t

p

1s，并計(jì)算調(diào)節(jié)時(shí)間

ts。

一、填空題（每小題分，共分）、線性定常系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是閉環(huán)系統(tǒng)的所有特征根必須。、c

越大

tr。、用時(shí)域法分析控制系統(tǒng)時(shí)，最常用的典型輸入信號(hào)是。、極坐標(biāo)圖上以坐標(biāo)原點(diǎn)為圓心的單位圓和圖上的對(duì)應(yīng)。、如果根軌跡位于實(shí)軸上兩個(gè)相鄰的開(kāi)環(huán)極點(diǎn)之間則在這兩個(gè)極點(diǎn)之間必定存在。、要改善

essn

通?？刹捎脙煞N方式：）增加前向通路的增益；）。、自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求是穩(wěn)、準(zhǔn)和。、根據(jù)時(shí)間信號(hào)的不同，可以將控制系統(tǒng)分為和離散時(shí)間系統(tǒng)。、如果要求系統(tǒng)的快速性好，則閉環(huán)極點(diǎn)應(yīng)距離越遠(yuǎn)越好。、開(kāi)環(huán)控制和是控制系統(tǒng)的兩種基本形式。、一般來(lái)說(shuō)，滿足的系統(tǒng)稱為線性系統(tǒng)，我們又常稱為線性可加性。、組成系統(tǒng)的控制裝置與被控對(duì)象之間，有順向作用還有反向聯(lián)系的控制稱之為。、用標(biāo)明傳遞函數(shù)的方塊和連接線表示系統(tǒng)功能的圖形叫。、在勞斯表中，第一列元素的符號(hào)變化次數(shù)代表。、在二階系統(tǒng)中，d

稱為。、在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，為了改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性常采用與微分順饋的方法。

/

個(gè)人整理精品文檔，僅供個(gè)人學(xué)習(xí)使用、開(kāi)環(huán)幅相頻率特性曲線越遠(yuǎn)離（－）點(diǎn)，系統(tǒng)的穩(wěn)定程度。、一個(gè)控制系統(tǒng)能否通過(guò)輸出量把系統(tǒng)的初始狀態(tài)識(shí)別出來(lái)，稱為。、控制系統(tǒng)的反饋分為狀態(tài)反饋和兩種。、相位裕量和是相對(duì)穩(wěn)定性的兩個(gè)重要指標(biāo)。

二、選擇題（每小題分，共分）、設(shè)線性定常系統(tǒng)的閉環(huán)特征方程的根為

si，,?，則該系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件為（）。

．[]

．[]

．

[]

．

[]、在二階系統(tǒng)的欠阻尼（＜

ξ

＜）階躍響應(yīng)曲線中，阻尼比越大，那么（）。

．超調(diào)量越

大

調(diào)整時(shí)間越?。{(diào)量越小

調(diào)整時(shí)間越大．超調(diào)量越小

調(diào)整時(shí)間越?。{(diào)量越大調(diào)整時(shí)間越大、對(duì)

于

開(kāi)

環(huán)

增

益

為的Ⅰ

型

系

統(tǒng)，在階

躍

信

號(hào)

()

作

用

下的穩(wěn)

態(tài)

誤

差

為

（）。．

A

(1

K)

．．

A

K

．

AK、下面種關(guān)于系統(tǒng)開(kāi)環(huán)頻率特性的描述中，錯(cuò)誤的是（）。

．開(kāi)環(huán)頻率特性的低頻段決定了系統(tǒng)的無(wú)差度和開(kāi)環(huán)增益。

．幅頻對(duì)數(shù)特性的中頻穿越頻率是－，并且中頻段寬度

h

時(shí)，系統(tǒng)一定是穩(wěn)定的，并

且動(dòng)態(tài)性能比較好。

．系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)截止頻率

c

與調(diào)節(jié)時(shí)間

ts

成正比；相位裕度

c

和阻尼比

成正比。

．高階系統(tǒng)為了保證抗干擾性能，高頻衰減率應(yīng)為

vh

~

5。、開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的極坐標(biāo)圖如下，不穩(wěn)定的是圖（）。、設(shè)某系統(tǒng)的相位裕度是

co，開(kāi)環(huán)截止頻率是

co，要求校正后相位裕度為

c，開(kāi)環(huán)截止頻

率為

c，適合用超前校正的條件是（）。

．

coc,coc

．

co

c,coc

/

個(gè)人整理精品文檔，僅供個(gè)人學(xué)習(xí)使用

．

co

c,co

c

．

co

c,co

c、二階振蕩環(huán)節(jié)，產(chǎn)生諧振峰值的條件是（）。

．

0.707

．

0

1．．

0.707、常用的比例、積分控制規(guī)律的另一種表示方法是（）。

．．．．、對(duì)于欠阻尼的二階系統(tǒng)，當(dāng)無(wú)阻尼自然振蕩頻率

保持不變時(shí)，（）

.阻尼比

n

越大，系統(tǒng)的峰值時(shí)間越大

.阻尼比

n

越大，系統(tǒng)的峰值時(shí)間越小

.阻尼比

n

越大，系統(tǒng)的峰值時(shí)間不變

.阻尼比

n

越大，系統(tǒng)的峰值時(shí)間不定、在系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)中增加極點(diǎn)，將使系統(tǒng)的穩(wěn)定性

（）。

.變好

.變差

.不變

.不定

三、名詞解釋（每題分，共分）

.傳遞函數(shù)

.線性定常系統(tǒng)

.穩(wěn)定性

.閉環(huán)主導(dǎo)極點(diǎn)

.穩(wěn)定裕量

四、簡(jiǎn)答題（每題分，共分）、簡(jiǎn)述結(jié)構(gòu)圖化簡(jiǎn)的原則。

/

個(gè)人整理精品文檔，僅供個(gè)人學(xué)習(xí)使用、簡(jiǎn)述信號(hào)流圖中前向通路是怎么定義的。、簡(jiǎn)述控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的三要素。、簡(jiǎn)述根軌跡的分離點(diǎn)和會(huì)合點(diǎn)，并寫(xiě)出分離點(diǎn)和會(huì)合點(diǎn)的計(jì)算方法。、簡(jiǎn)述最小相位系統(tǒng)，并說(shuō)明其主要特點(diǎn)。、簡(jiǎn)述波德圖上的奈氏穩(wěn)定判據(jù)。

五、計(jì)算題（每題分，共分）、已知系統(tǒng)的閉環(huán)特征方程為

s6

2s5

8s4

12s3

20s2

16s

0，試用代數(shù)穩(wěn)定判

據(jù)判斷該系統(tǒng)是否穩(wěn)定，如不穩(wěn)定請(qǐng)說(shuō)明引起系統(tǒng)不穩(wěn)定的根的個(gè)數(shù)；如臨界穩(wěn)定，請(qǐng)求取使系統(tǒng)臨界穩(wěn)定的共軛虛根。

/

個(gè)人整理精品文檔，僅供個(gè)人學(xué)習(xí)使用、有擾系統(tǒng)如下圖所示，已知輸入信號(hào)

R（s)

1/

s，擾動(dòng)信號(hào)

N

(s)

1/

s，試求該系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。

N(s)

R(s)

K

K

C(s)

s

一、填空題（每小題分，共分）、線性定常系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是閉環(huán)系統(tǒng)的所有特征根必須。、c

越大

tr。、用時(shí)域法分析控制系統(tǒng)時(shí)，最常用的典型輸入信號(hào)是。、極坐標(biāo)圖上以坐標(biāo)原點(diǎn)為圓心的單位圓和圖上的對(duì)應(yīng)。、如果根軌跡位于實(shí)軸上兩個(gè)相鄰的開(kāi)環(huán)極點(diǎn)之間則在這兩個(gè)極點(diǎn)之間必定存在。、要改善

essn

通常可采用兩種方式：）增加前向通路的增益；）。

/

個(gè)人整理精品文檔，僅供個(gè)人學(xué)習(xí)使用、自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求是穩(wěn)、準(zhǔn)和。、根據(jù)時(shí)間信號(hào)的不同，可以將控制系統(tǒng)分為和離散時(shí)間系統(tǒng)。、如果要求系統(tǒng)的快速性好，則閉環(huán)極點(diǎn)應(yīng)距離越遠(yuǎn)越好。、開(kāi)環(huán)控制和是控制系統(tǒng)的兩種基本形式。、一般來(lái)說(shuō)，滿足的系統(tǒng)稱為線性系統(tǒng)，我們又常稱為線性可加性。、組成系統(tǒng)的控制裝置與被控對(duì)象之間，有順向作用還有反向聯(lián)系的控制稱之為。、用標(biāo)明傳遞函數(shù)的方塊和連接線表示系統(tǒng)功能的圖形叫。、在勞斯表中，第一列元素的符號(hào)變化次數(shù)代表。、在二階系統(tǒng)中，d

稱為。、在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，為了改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性常采用與微分順饋的方法。、開(kāi)環(huán)幅相頻率特性曲線越遠(yuǎn)離（－）點(diǎn)，系統(tǒng)的穩(wěn)定程度。、一個(gè)控制系統(tǒng)能否通過(guò)輸出量把系統(tǒng)的初始狀態(tài)識(shí)別出來(lái)，稱為。、控制系統(tǒng)的反饋分為狀態(tài)反饋和兩種。、相位裕量和是相對(duì)穩(wěn)定性的兩個(gè)重要指標(biāo)。

二、選擇題（每小題分，共分）、設(shè)線性定常系統(tǒng)的閉環(huán)特征方程的根為

si，,?，則該系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件為（）。

．[]

．[]

．

[]

．

[]、在二階系統(tǒng)的欠阻尼（＜

ξ

＜）階躍響應(yīng)曲線中，阻尼比越大，那么（）。

．超調(diào)量越

大

調(diào)整時(shí)間越小．超調(diào)量越小

調(diào)整時(shí)間越大．超調(diào)量越小

調(diào)整時(shí)間越?。{(diào)量越大調(diào)整時(shí)間越大、對(duì)

于

開(kāi)

環(huán)

增

益

為的Ⅰ

型

系

統(tǒng)，在階

躍

信

號(hào)

()

作

用

下的穩(wěn)

態(tài)

誤

差

為

（）。．

A

(1

K)

．．

A

K

．

AK、下面種關(guān)于系統(tǒng)開(kāi)環(huán)頻率特性的描述中，錯(cuò)誤的是（）。

．開(kāi)環(huán)頻率特性的低頻段決定了系統(tǒng)的無(wú)差度和開(kāi)環(huán)增益。

．幅頻對(duì)數(shù)特性的中頻穿越頻率是－，并且中頻段寬度

h

時(shí)，系統(tǒng)一定是穩(wěn)定的，并

且動(dòng)態(tài)性能比較好。

．系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)截止頻率

c

與調(diào)節(jié)時(shí)間

ts

成正比；相位裕度

c

和阻尼比

成正比。

．高階系統(tǒng)為了保證抗干擾性能，高頻衰減率應(yīng)為

vh

~

5。

/

個(gè)人整理精品文檔，僅供個(gè)人學(xué)習(xí)使用、開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的極坐標(biāo)圖如下，不穩(wěn)定的是圖（）。、設(shè)某系統(tǒng)的相位裕度是

co，開(kāi)環(huán)截止頻率是

co，要求校正后相位裕度為

c，開(kāi)環(huán)截止頻

率為

c，適合用超前校正的條件是（）。

．

．



co

c,co

c

co

c,co

c



．

．



co

c,co

c

co

c,co

c、二階振蕩環(huán)節(jié)，產(chǎn)生諧振峰值的條件是（）。

．

0.707

．

0

1．．

0.707、常用的比例、積分控制規(guī)律的另一種表示方法是（）。

．．．．、對(duì)于欠阻尼的二階系統(tǒng)，當(dāng)無(wú)阻尼自然振蕩頻率

保持不變時(shí)，（）

.阻尼比

n

越大，系統(tǒng)的峰值時(shí)間越大

.阻尼比

n

越大，系統(tǒng)的峰值時(shí)間越小

.阻尼比

n

越大，系統(tǒng)的峰值時(shí)間不變

.阻尼比

n

越大，系統(tǒng)的峰值時(shí)間不定、在系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)中增加極點(diǎn)，將使系統(tǒng)的穩(wěn)定性

（）。

.變好

.變差

.不變

.不定

三、名詞解釋（每題分，共分）

.自動(dòng)控制

.線性定常系統(tǒng)

/

個(gè)人整理精品文檔，僅供個(gè)人學(xué)習(xí)使用

.穩(wěn)態(tài)誤差

.相對(duì)穩(wěn)定性

.根軌跡法

四、簡(jiǎn)答題（每題分，共分）、簡(jiǎn)述采用傳遞函數(shù)描述系統(tǒng)的特點(diǎn)。、請(qǐng)寫(xiě)出梅遜公式的表達(dá)式，并說(shuō)明公式中每個(gè)參數(shù)的含意。、試述擾動(dòng)信號(hào)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的影響，并寫(xiě)出減小或消除擾動(dòng)引起的穩(wěn)態(tài)誤差的措施。、根軌跡如果穿過(guò)虛軸，如何計(jì)算根軌跡與虛軸交點(diǎn)的坐標(biāo)。、簡(jiǎn)述最小相位系統(tǒng)，并說(shuō)明其主要特點(diǎn)。

/

個(gè)人整理精品文檔，僅供個(gè)人學(xué)習(xí)使用、簡(jiǎn)述奈氏穩(wěn)定判據(jù)。

五、計(jì)算題（每題分，共分）、已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)如下圖所示，R(s)

K

C(s)

s

(s+1)(s+5)

()

求使閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的的取值范圍。

（本小題分）

()

如果要求閉環(huán)特征方程的所有根的實(shí)部都小于－，求的取值范圍。

（本小題分）

/

個(gè)人整理精品文檔，僅供個(gè)人學(xué)習(xí)使用

K

g、已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為

Go

(s)，試?yán)L制其根軌跡。

s(s

1)(s

5)

/