文档介绍：《控制系统CAD》实验指导书
编者：刘辉
实验一 Mat lab使用方法和程序设计
一、实验目的
掌握Matlab软件使用的基本方法；
熟悉Mat lab的基本运算和程序控制语句；
熟悉Mat lab程序设计的基本方法。
域分析。
掌握如何使用Matlab进行系统的频域分析。
掌握如何使用Matlab进行系统的根轨迹分析。
掌握如何使用Matlab进行系统的稳定性分析。
二、实验内容

根据下面传递函数模型：绘制其单位阶跃响应曲线并从图上读取最大
z 、 3(s~ + 5s + 6)
超调量，绘制系统的单位脉冲响应。
G (s) = ；
s3 + 6s2 +10 s + S
程序： num=[3 15 18]: den=[1 6 10 8]; G=tf (num, den); Grid;impulse(G) time=[0:0. 1:20]: step(G, time)
结果截图：
>> num=[3 15 18]; den=[l 6 10 8]; G=tf (num, den); time=[0::20];
step 0 time)
» num=[3 15 den=[l 6 10 8]; G=tf (num, den); Grid; impulse〔G：
结果分析:

计算

典型二阶系统传递函数为：
2 W
GM) = -—b F
s + 2^wns + wn
当。=, wn取6时的Bode Nichols Nyquist图的单位阶跃响应。
Bode图程序: num=36;
den=[1 36];
g=tf(num,den);
bode(g,{,100));
grid;
>> num=36:
den=[l 36]：
g=tf (num, den);
bode (g, {, 100});
grid;
结果截图：
-!―u m—：_: u" w—i―: 3 3 s ：__lLLHiii„^i—L-i.
LIUnOL-JjHHOL-lJ
!4拈辎…耳尊能…LI
(翌器芸d
结果分析：
Nichols 图程序:
num=36;
den=[l 36];
g=tf(num,den);
nichols(g)
>> num二36;
den=[l 36]： g=t£ (num, den); nichols (g)
结果截图:
ure No. 1
结果分析:
Nyquist图
num=36;
den=[l 36];
g=tf(num,den);
nyquist(g)
>> num=36;
den=[l 36];
g=tf (num, den); nyquist (g)
结果截图:
结果分析:
3 .根轨迹分析
绘制下面负反馈系统系统的根轨迹，并分析系统稳定的K值范围。
s 、 _ K
前向通道：°（ S ） = . 2 一 "
0 3 I Q 3
反馈通道：H（ s）= ' + wo
程序：
num=[1];
den=[3 305 500 1];
g=tf(num,den);
rlocus(g)
>> num二[1];
den=[3 305 500 1];
g=tf (num, den);
rlocus (g)
结藁截图：
File Edit View Insert Tools Window Help
岑 / J*> O
结果分析:
稳定性分析
(1)根轨迹法判断系统稳定性：
已知系统的开环传递函数为
G(s)H(s) =
6
s(s + 3)(s~ + 2s + 2)
试对系统闭环判别其稳定性。
程序:
结果截图:
结果分析：
(2) Bode图法判断系统稳定性:
程序：
结果截图：
结果分析:
实验三
一、实验目的
掌握使用Bode图法进行控制系统设计的方法；
熟悉Ziegler-Nichols的第二种整定方法的步骤。
二、实验内容
，如果控制对象的开环传递函数为:
〃 s(s + 4)(s + 80)
试设计一个串联超前校正装置。
要求：校正后系统的相角裕度Y 45° ；当系统的输入信号是单位斜坡信号
时，;绘制出校正后系统和未