机械工程控制基础大作业(1).doc

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1、 悬架是汽车的车架（或承载式车身）与车桥（或车轮）之间的一切传力连接装置的总称,其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭，并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力,并减少由此引起的震动，以保证汽车能平顺地行驶。1。悬架系统的数学模型 (1)从研究车辆行驶平顺性的目的出发，建立图1所示的数学模型.在此主要考虑对行驶平顺性影响最大的垂直震动。建立方程传递函数 悬架系统传递函数框图 (2） 2。利用Matlab对悬架系统进行分析2。1利用Matlab分析时间响应（1)当Kb分别为5、10、20时，系统在单位阶跃输入作用下的响应的程序和图像t = 0:0.01：10;nG=0。5 1 10;dG=4

2、 5 20;G1=tf(nG，dG）;nG=1 2 20;dG=5 9 40;G2=tf(nG,dG）；nG=2 4 40;dG=6 17 80;G3=tf(nG，dG)；y1，T=impulse(G1,t）;y1a，T=step(G1,t);y2，T=impulse(G2，t）；y2a,T=step(G2，t）；y3，T=impulse(G3，t）；y3a，T=step(G3,t)；subplot(121），plot(T，y1，-,T,y2,，T，y3,)legend（kb=5,kb=10,kb=20）xlabel(t（sec)，ylabel（x（t）；grid on；subplot（122

3、），plot（T,y1a，-，T,y2a,，T，y3a，）legend(kb=5，kb=10，kb=20)xlabel（t（sec）,ylabel(x（t)）;grid on；（2）当Kb分别为5、10、20时,系统的瞬态性能指标程序和数据t=0:0.01：10；yss=0.5；dta=0。02；nG=0。5 1 10;dG=4 5 20；G1=tf（nG,dG)；nG=1 2 20;dG=5 9 40;G2=tf(nG,dG)；nG=2 4 40；dG=6 17 80;G3=tf（nG,dG）;y1=step（G1，t);y2=step（G2，t)；y3=step（G3，t);r=1;whi

4、le y1（r）0。5dtay1（s）0.5+dta；s=s1；endts1=（s1）0.01；r=1;while y2（r）yss;r=r+1;endtr2=(r1）0。01;ymax,tp=max（y2）； tp2=（tp1)0.01；mp2=（ymaxyss)/yss；s=1001；while y2(s)0.5dtay2（s）0。5dtay3(s）0.5+dta;s=s1;endts3=（s-1）0。01;tr1 tp1 mp1 ts1；tr2 tp2 mp2 ts2；tr3 tp3 mp3 ts3 上升时间 峰值时间 最大超调量 调整时间2。2利用Matlab分析时间特性(1) 利用M

5、atlab绘制Nyquist图nG1=2 4 40;dG1=6 17 80;re,im=nyquist(nG1,dG1)；plot(re，im）；grid on(2) 利用Matlab绘制Bode图nG1=2 4 40；dG1=6 17 80;w=logspace（-2,3，100）；bode(nG1，dG1，w）；grid on(3) 利用Matlab求系统的频域特征量nG1=2 4 40；dG1=6 17 80；w=logspace（1，3，100）；Gm，pm,w=bode（nG1,dG1，w）；Mr，k=max(Gm）；Mr=20log10（Mr),Wr=w（k）M0=20*log10

6、(Gm（1)）；n=1;while 20log10(Gm(n）)=3；n=n+1;endWb=w（n)2.3利用Matlab分析系统的稳定性den=4 5 20;K=10；num1=K；Gm1 Pm1 Wg1 Wc1=margin（num1，den）;K=100;num2=K;mag， phase,w=bode（num2，den);Gm2 Pm2 Wg2 Wc2=margin（mag， phase，w)；20log10(Gm1） Pm1 Wg1 Wc1；20log10(Gm2) Pm2 Wg2 Wc2den=5 9 40；K=10；num1=K；Gm1 Pm1 Wg1 Wc1=margin（n

7、um1，den）;K=100；num2=K；mag， phase，w=bode(num2，den）；Gm2 Pm2 Wg2 Wc2=margin(mag, phase,w);20log10（Gm1) Pm1 Wg1 Wc1;20*log10（Gm2) Pm2 Wg2 Wc2den=6 17 80；K=10;num1=K;Gm1 Pm1 Wg1 Wc1=margin（num1,den）；K=100;num2=K;mag, phase,w=bode（num2，den）；Gm2 Pm2 Wg2 Wc2=margin（mag， phase,w)；20log10(Gm1） Pm1 Wg1 Wc1；20*

8、log10(Gm2) Pm2 Wg2 Wc22。4利用Matlab设计系统校正校正前系统的Bode图和程序k=10numg=0。5 1 10；deng=4 5 20;num，den=series（k,1,numg,deng）；w=logspace（-1，2，200)；mag，phase，w=bode（tf（num，den),w）；Gm,Pm，Wcg，Wcp=margin(mag,phase，w）;%Phi=（50Pm+5）pi/180；alpha=（1sin（Phi）/（1+sin（Phi）；M=10log10(alpha）ones(length(w），1)；semilogx（w,20log1

9、0（mag(：），w，M)；grid on;校正后系统的Bode图和程序k=10；numg=0。5 1 10;deng=4 5 20;numgc=0.081 1;dengc=0。186 1；nums，dens=series(numgc,dengc，numg,deng）；num，den=series(k，1，nums,dens）;w=logspace(-1，2，200)；mag,phase，w=bode（tf（num,den），w）；Gm,Pm,Wcg，Wcp=margin（mag,phase，w）;bode（tf(num，den），w）；grid；title(相位裕度=,num2str（Pm）;