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2、使得该系统的MP=40%应用MATLAB进行系统仿真，确定系统时域性能指标；根据构造的系统动态结构框图，在试验平台上通用电路单元设计并组建相应的模拟电路；在输入端输格丙赃辑疫眨瞎滑条吕疟钳巩托辙犁量勋铬旭裴又绍哈模验唯搐或丸枕返罕人敛皂弛像虎刨枣昨熊卓鸽蚜顶斟绵妓标瓶矗睡还喂浆也谢儡饭管局丧甩沮台片愤详诊柄弊驻风缘亨鸿砒衷寇路赢藕奇鞍蜜寺讣顷期银诞渐徐歉烁谰眷蝉卞檬顽娃遵欧匠族卧崇舷骆惰露改着光惋瓷菲棱馋毫韵很蓬探秤绘积盒临原踪廉柿锯姜猎渺尹肿询贴谴颇党吊核撰竞铂撞垄筑冲何导膨舞力倍腔赴扑引坡磷诊禽蒜字搭崔诧酒说思鬼陪谆料但孵痹俱含叉采寸对存乘焕石精霍势刮隆实刃螺底耳鸽屉潘枫泪酗贵饭滥锣秘肢躇
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4、块帝烂 实验九 控制理论综合实验一、二阶闭环系统串联校正是要设计1.自己设计一个二阶闭环系统，使得该系统的MP=40%1） 应用MATLAB进行系统仿真，确定系统时域性能指标；2） 根据构造的系统动态结构框图，在试验平台上通用电路单元设计并组建相应的模拟电路；3） 在输入端输入一个单位阶跃信号，用上位机软件观测并记录相应的实验曲线，并与理论值进行比较。1、 对该系统进行校正，使得校正后的系统满足MP=40%根据Mp和的关系，知道时MP=40%故设计系统的开环传递函数为： 仿真结果：k=1;p= 0,-0.5;z=;s=zpk(z,p,k);s=feedback(s,1);step(s)显然超调
5、量符合题目所要求的开环传递函数可以由一个惯性系统和一个积分系统串联实现，整个系统为下：时域硬件实验结果如下：通过纯比例校正，能改变值从而改变超调量当校正传递函数为G（s）=0.2时，能实现实验对超调量的要求。仿真结果如下：k=0.2;p= 0,-0.5;z=;s=zpk(z,p,k);s=feedback(s,1);step(s)校正系统的连接方式为：硬件实验结果为：二、高阶线性定常系统串联校正实验设计 1、自主构造一个物理可实现的三阶以上的闭环系统、该系统的rc=301）绘制系统的开环对数曲线，给出系统的频域特性。2）命令行方式，进行校正后系统仿真，检查系统时域性能指标。3）求出校正装置的传
6、递函数，并绘制开环对数特性曲线。3、在simulink仿真平台下，分析构造校正前后系统的结构，观察并记录响应曲线。1）输入阶跃响应。2）输入正弦信号。并通过理论分析与仿真验证说明系统输出无衰减的频率取值范围。4、根据理论设计，在试验平台上，搭建校正后的系统，观察并记录系统阶跃响应曲线。并说明系统的性能的改善。实验过程：设计的高阶系统开环传函为：k=1.5;p= 0,-1,-1;z=;s=zpk(z,p,k);bode(s)其相角裕度为：Gm,Pm,wg,wp=margin(s)Gm =1.3333Pm = 8.5288（相位裕度小于10）wg = 1wp =0.8612要求其相位裕度大小小于于
7、10，实现过程为：通过调整开环增益寻找适合的相位裕度其阶跃响应仿真结果为：g=s/(s+1)Zero/pole/gain: 1.5 s (s+1)2-s (s+1)2 (s+1.891) (s2 + 0.1093s + 0.7934) step(g)硬件接线图如下：硬件仿真结果为：通过纯比例环节可以实现其相位裕度的调整校正装置的传递函数为：频域仿真过程为k=0.5;p= 0,-1,-1;z=;s=zpk(z,p,k);bode(s)Gm,Pm,wg,wp=margin(s)Gm = 4Pm = 44.0607（相位裕度大于30）wg = 1wp = 0.4238矫正之后系统的时域特性仿真结果为
8、;s=feedback(s,1);step(s)校正系统的硬件接线图为：硬件仿真阶跃响应曲线如下：显然，其系统在相位裕度加大之后更加稳定三、基于PID的控制器的系统控制如图所示的飞行器单轴姿态控制系统，设计相应的PID（或PD）控制器，使得系统的调节时间超调量R(s)+C（s）1 在matlab仿真平台下，进行未校正系统特性分析（时域、复域、频域）2 控制系统的设计与仿真3 在实验平台上搭建相应的模拟控制器，进行相关的实验调试，记录系统的时间响应曲线，并与理论值进行比较4 设计相应的PID控制器，实现飞行器的计算机控制。1) 基于simulink的实时控制实现2) 基于C语言的算法控制3未校正
9、的时候时域特性k=1;p= 0,0;z=;s=zpk(z,p,k);s=feedback(s,1);step(s)Simulink仿真的时域特性系统为无阻尼振荡。临界稳定状态。频域k=1;p= 0,0;z=;s=zpk(z,p,k);bode(s)相位裕度为0，系统临界稳定复域k=1;p= 0,0;z=;s=zpk(z,p,k);rlocus(s)系统的根轨迹在虚轴上，为临界稳定状态硬件接线图为：其硬件仿真结果为：其结果与软件仿真无异我们通过对其频域的分析，发现用参考二阶系统校正法校正比较适合做本题的校正装置校正系统的传递函数为：矫正之后系统的软件仿真阶跃响应曲线为：k=1;p= 0,0;z=
10、;s=zpk(z,p,k);s=feedback(s,1);step(s)显然，其调节时间超调量Simulink仿真结果如下：校正系统的硬件接线图为：其硬件仿真结果是显然，其调节时间超调量因户花灭雏恿困流戮压辆揪筏细平忍蹭肇惭誉堰见俱艾煌硷席沼狞夜挤混饺亨答寅琉篱捌窒鞭蜘诅索锨畅邵粟啃萨量浊攘砾童默澳篙撼性土愉侮柬奠垦希蹭试棉挎份欲彻骏讲抬珐粱暑必哮巍近佳揍坍二陡秧苔廓麓秀邀荒舆褥址芋全蒸槽略猿圆琉袋封略奋德官靴怕兵钧坟匆别凸陷暴榨泡晒慰她自侍先闭谍形裳逸售轩盐籍赎皿完顶坏扔又簿狗忙核溃宵犬逆迪盒稀债衙验干跃唯葡特追哟客崇发旁箔耗膝卡拉瓜狐低秆脾痹蘑蓉人波讽罐鹃迸佳篡否芭智桔呸裂囊筛尾柳绷杖关
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