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1、实验三系统的稳态误差分析一.实验目的:1. 了解系统开环增益和系统型别对稳态误差的影响。2. 了解输入信号的形式和幅值对系统稳态误差的影响。3. 分析扰动作用下对系统稳态误差的影响。4. 研究减小或消除稳态误差的措施。二.实验内容:1 分别观测输入信号为阶跃信号、斜坡信号、加速度信号时，不同系统型别 稳态误差的变化情况。2. 对有差系统，增大或减小系统的开环增益，观察系统稳态误差的变化。3改变输入信号的幅值，观察系统稳态误差的变化。4. 观测有扰动作用时，系统稳态误差的变化。5. 采取一种措施消除阶跃扰动对系统的影响。二实验原理:阶跃输入信号作用于0型系统，如图（3-1 ）所示：Step2-1
2、T rjn?fer FenT rjn?fer FenMuxScopeScope图（3-1 ）斜坡输入信号作用于I型系统，如图（3-2 ）所示:图（3-2）加速度输入信号作用于U型系统，如图（3-3）所示:图（3-3）扰动信号作用下的系统，如图（3-4）所示:图（3-4）四.实验步骤：利用MATLAB中的Simulink仿真软件。1. 参照实验一的步骤，建立如图（3-1）所示的实验方块图进行仿真；2. 单击工具栏中的 卜图标，开始仿真，观测在阶跃输入信号作用下，0型系统的输出曲线和误差曲线，记录此时的稳态误差值，并与理论计算值相比较；3. 有误差时，调整“ Gain”模块的增益，观察稳态误差的变
3、化，分析系统开 环增益对稳态性能的影响；4. 有误差时，调整输入信号的幅值，观察稳态误差的变化，分析输入信号的 大小对稳态误差的影响；5将对象分别更换为I型和U型系统，观察在阶跃输入信号作用下，I型和U型系统的输出曲线和误差曲线，记录此时的稳态误差值。6. 更换输入信号的形式为斜坡信号，参考图（3-2）所示的实验方块图，重复步 骤24,分别观测0型、I型和U型系统的稳态误差。7. 再将输入信号的形式更换为加速度信号，参考图（3-3）所示的实验方块图，重复步骤24,分别观测0型、I型和U型系统的稳态误差。8. 在扰动信号作用下，仿真实验方块图如图（3-4）所示，输入阶跃扰动信号, 观测系统的输出曲线和误差曲线，记录此时的稳态误差值，并与计算的理 论值相比较；9. 调整“ Gain”模块的增益，观察稳态误差有无变化；，10. 再调整“ Gaini”模块的增益，观察稳态误差有无变化；11. 在扰动作用点之前增加积分环节消除阶跃扰动对系统输出的影响。五.思考题:1.控制系统的稳态误差与什么有关？2 怎样减小或消除扰动所产生的稳态误差？3. 扰动作用点之后的积分环节对稳态误差有无影响?阶跃输入信号作用于0型系统阶跃输入信号作用于I型系统斜坡输入信号作用于I型系统加速度输入信号作用于U型系统阶跃扰动信号作用下系统的误差