文档介绍：该【自动控制原理课外作业 】是由【知识徜徉土豆】上传分享，文档一共【10】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【自动控制原理课外作业 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。(完整word版)自动控制原理课外作业2
(完整word版)自动控制原理课外作业2
(完整word版)自动控制原理课外作业2
自动控制原理A(2)课外作业
已知单位反馈控制系统如图所示，其中。
要求：
试用频率法设计串联超前校正网络，满足：单位斜坡输入时，位置输出稳态误差,开环截止频率,相角裕度，请写出校正具体步骤；
用MATLAB画出校正前系统、校正装置和校正后系统的Bode图；
用MATLAB绘制校正前和校正后系统的单位阶跃响应图,并分析两个系统不同的动态性能指标（超调量、调节时间等).
如果在前的前向通路中加入一个周期为T的理想采样开关构成采样闭环控制系统，试用MATLAB绘制：， 0。1， 1， 10时，采样控制系统的单位阶跃响应，并与未加采样开关时的连续系统的单位阶跃响应比较，分析采样器及采样周期的大小对系统性能的影响。
解：单位斜坡输入时,位置稳态误差。待校正网络的截止频率,相角裕度。
待校正网络的开环对数幅频和相频曲线如图:
(完整word版)自动控制原理课外作业2
(完整word版)自动控制原理课外作业2
(完整word版)自动控制原理课外作业2
Matlab程序：G=zpk（［ ]，［0 -1],16）;bode(G）；grid
超前校正网络，取校正后系统的截止频率.，，所以，：
Matlab程序：num=［ 1];
den=［0。038 1］；
G1=tf(num，den）；
bode（G1);
grid
校正后系统的开环传递函数，，，，：
(完整word版)自动控制原理课外作业2
(完整word版)自动控制原理课外作业2
(完整word版)自动控制原理课外作业2
Matlab程序：num=［ 16];
den=[0。038 1。038 1 0]；
G2=tf(num,den）；
bode(G2）;
grid
待校正系统,超前网络,校正后系统的Matlab程序：hold on
G=zpk（[ ],[0 —1],16);
bode(G）;
num2=[ 16];
den2=[0。038 1 0];
G2=tf（num2，den2)；
bode（G2）；
num1=[0。47 1]；
den1=［ 1］;
G1=tf(num1,den1)；
bode(G1）;
grid
开环伯德图对比：
(完整word版)自动控制原理课外作业2
(完整word版)自动控制原理课外作业2
(完整word版)自动控制原理课外作业2
校正前后系统的单位阶跃响应如图：
Matlab程序：num1=［16];
den1=［1 1 0];
G1=tf(num1,den1）;
sys1=feedback(G1,1)；
t=0:：10；
step（sys1,t）;
grid
(完整word版)自动控制原理课外作业2
(完整word版)自动控制原理课外作业2
(完整word版)自动控制原理课外作业2
hold on
num2=［ 16］;
den2=［ 1。038 1 0］;
G2=tf(num2，den2)；
sys2=feedback（G2，1）；
step(sys2，t)
校正前系统性能指标：峰值时间,超调量，调节时间。
校正后系统系能指标：峰值时间，超调量，调节时间。
加入理想采样开关后系统的阶跃响应图：
时，
Matlab程序：G1=zpk(［0],[1 exp(—0。01）］,16—16＊exp(—）,）；
sys1=feedback(G1,1);t=0:0。01：5；step(sys1，t);grid
时,
(完整word版)自动控制原理课外作业2
(完整word版)自动控制原理课外作业2
(完整word版)自动控制原理课外作业2
Matlab程序：G2=zpk（[0]，[1 exp（-）］,16-16*exp(-）,）;
sys2=feedback(G2,1）；t=0::5；step（sys2，t)；grid
时,
Matlab程序：G3=zpk(［0］,［1 exp(-1）],16—16＊exp(—1）,1)；
sys3=feedback（G3，1）；
t=0:1:5；step(sys3，t)；
grid
时,
(完整word版)自动控制原理课外作业2
(完整word版)自动控制原理课外作业2
(完整word版)自动控制原理课外作业2
Matlab程序：G4=zpk(［0］,［1 exp（-10）］，16—16*exp(—10),10);
sys4=feedback（G4，1）；
t=0:10：10；step（sys4，t）;
grid
分析：通过与未加理想采样开关的连续系统对比可以发现，加入理想采样器后系统的超调量大幅度增加，而峰值时间和调节时间都有所改善；同时，采样周期越大,系统丧失的信息越多，系统的稳定性越差，甚至丧失掉稳定性.
加入理想采样开关和零阶保持器后系统的阶跃响应图：
时，
Matlab程序:G=zpk([ ],［0 -1]，16）;
Gz1=c2d（G，0。01，’zoh’);
sys1=feedback(Gz1,1）；
t=0::10;
step(sys1,t）
grid
(完整word版)自动控制原理课外作业2
(完整word版)自动控制原理课外作业2
(完整word版)自动控制原理课外作业2
T=，
Matlab程序：Gz2=c2d(G，0。1,'zoh')；
sys2=feedback（Gz2,1);
t=0：:10；
step(sys2,t）
grid
T=1时：
(完整word版)自动控制原理课外作业2
(完整word版)自动控制原理课外作业2
(完整word版)自动控制原理课外作业2
Matlab程序：Gz2=c2d（G,1，’zoh’）；sys2=feedback（Gz2，1);
t=0：1:10;step(sys2，t）;grid
T=10时,
Matlab程序:Gz4=c2d(G，10，'zoh’)；sys4=feedback(Gz4,10)；
t=0：10：100；step(sys4，t);grid
分析:通过与未加采样开关和零阶保持器时连续系统的单位阶跃响应曲线对比可以发现，加入零阶保持器后系统的动态性能变差，调节时间和峰值时间都加长，超调量也有所增加。同时，采样周期越短,系统的动态性能变化越小，越接近实际的连续系统;当采样周期变大时,丢失的信息越多,与实际的连续系统偏差越大，动态性能越差;采样周期增大到一定程度时,离散系统已经完全不能反映实际的连续系统,
(完整word版)自动控制原理课外作业2
(完整word版)自动控制原理课外作业2
(完整word版)自动控制原理课外作业2
甚至使系统失去稳定性。