控制系统计算机仿真实验20130513.ppt

实验一实验一1.（教材P37页 例2.1）已知一阶微分方程：试编写程序，用欧拉法求 ，即 的值；并画出图形。2.（教材P79习题2.5）已知系统的状态方程和输出方程为：3.已知系统的传递函数，试求其状态方程及输出方程。（教材P26页 习题1.7）式中 u(t)=1(t)。初始条件为：x1(0)=x2(0)=x3(0)=0。取h=0.05，试用RK4法求t=0.5时的y 值。4.已知线性定常系统的状态方程及输出方程，试求系统的传递函数。（教材P26页 习题1.8）5.（教材P48页 例2.4）如图所示的直流如图所示的直流电机拖动系统，试在电机拖动系统，试在SIMULINK环境下环境下建立系统仿真模型：建立系统仿真模型：1）采用欧拉法与四阶龙格库塔法进行仿）采用欧拉法与四阶龙格库塔法进行仿真，并确定其步长的稳定区间，取不同真，并确定其步长的稳定区间，取不同步长比较仿真结果；步长比较仿真结果；2）采用）采用RK4研究外环研究外环PI控制器参数的改控制器参数的改变变(0.17 0.5 1 1.5)，观其阶跃响应对系，观其阶跃响应对系统动态参数的影响。统动态参数的影响。1.(P51页例题2.6)含有磁滞回环非线性环节的控制系统如图所示，其中，磁滞回环非线性环节c1=(0.5,1,1.5)的特性如图所示。试研究该非线性环节对系统性能的影响。令c1=1，改变其输入的大小，研究输入的改变对系统的影响。实验二实验二2.某非线性系统如图所示，试求 时系统的动态特性。(P52页例题2.7)%saturation_zone functionFunctionuo=saturation_zone(ui)if ui=1 uo=1;elseif ui=-1 uo=-1;else uo=ui;end3.某控制系统如图所示，选择增益K的值，使系统阶跃响应的超调整量小于20%，且调节时间小于5 s。（教材P80习题2.11）4.非线性控制系统如图所示，按照控制理论分析，在r(t)=1(t)时的系统将产生振幅为0.6，振荡频率为0.8的自激振荡。试用仿真方法验证此结果。（relay的参数设置为0.3-0.3 1-1）。（教材P82习题2.17）5.考虑如图所示的非线性控制系统，试用时域离散相似算法研究其单位阶跃响应(saturation的值为-1 1)。(教材P57例2.8)，（k=1,10,30）实验三1.（P89例3.1）某数字控制系统如图所示，其输入为单位阶跃信号，采样周期T=0.1s，试求系统在各采样时刻的输出y(t)。2.（P92例3.2）数字控制系统同例3.1，采样周期T=0.1s，采用双重循环方法求系统在单位阶跃信号r(t)=1(t)作用下的状态响应设初始状态。设初始状态3.（P101题3.7）设被控对象为纯滞后特性的典型二阶控制对象若加入模拟PID控制构成连续控制系统，如图所示，试求系统输出的单位阶跃响应。若采用数字PID控制构成计算机控制系统，如图(b)所示，采样周期为T，试分别在采样周期t=0.1s、0.05s、0.01s三中情况下，求该采样系统输出的单位阶跃响应。并与连续控制系统的响应比较。4、采样控制系统数字仿真实验，系统采样周期为0.1s求采用以下采求采用以下采样样周期周期进进行系行系统统仿真，分析仿真，分析单单位位阶跃输阶跃输入入时时的响的响应应特性：特性：1）T=0.1s，2)T=0.04s