文档介绍：. .
优选
"建模仿真与相似原理"課程
实
验
报
告
第一章简化模型的建立和稳定性分析
实验目的
了解机理法建模的根本步骤；
会用机理法建立球杆系统的简化数学模型；
掌握控制系数调整容易，在大多数要求不是特别准确
的工业控制中有很好的控制质量，能根本到达预定要求。PID也是很多复杂控制算法的根底。
状态反响仿真及实物模拟仿真实验
实验目的
理解状态确实定原那么；
会根据系统需求设计状态反响并验证性能指标；
实验要求
根据给定的性能指标，设计状态反响调节器，并验证之；
设未校正系统的开环传递函数为：
设计状态反响调节器，使系统的性能指标到达：st≤5s，δ≤30%。
实验设备
球杆系统；
计算机，Matlab 平台；
. .
优选
实验过程
未校正系统仿真
Simulink模型及仿真结果如第一章所示；
状态反响校正法仿真
Simulink模型：
Matlab仿真结果：
状态反响校正法实时控制
Simulink模型：
实时控制结果：
Step参数设定：Step time=1 Final value=
实验记录
控制器参数
性能指标
未校正系统
震荡，不稳定
状态反响系统仿真
K=【 】
δ= 0%，ts= s
状态反响系统实测
K=【 】
未超调即进入稳态
实验分析
如何选取状态.
答：状态反响系统可以通过使用时域指标求出所需要的极点，再根据所求得的极点求
出反响矩阵，在知道反响矩阵后就可以得到系统状态构造，从而仿真得到系统的
响应曲线图。
为什么系统仿真的结果和实时控制的性能指标差异很大.
答：同第一章——实验分析——思考题2。
第三章控制系统设计提高
PID仿真及实物模拟仿真实验
实验目的
会用 PID 法设计球杆系统控制器；
设计并验证校正环节；
. .
优选
实验要求
根据给定的性能指标，采用凑试法设计 PID 校正环节，校正球杆系统，并验证之；
设球杆系统的开环传递函数为：
设计 PID 校正环节，使系统的性能指标到达： St ≤10s，δ≤30%。
实验设备
球杆系统；
计算机 matlab 平台；
实验过程
未校正系统仿真
Simulink模型：
Matlab仿真结果：
PID仿真法仿真
Simulink模型：
Matlab仿真结果：
Step参数设定：Step time=1 Final value=
PID参数设定：P= I= D=
实时控制模块
Simulink模型：
实时控制结果：
Step参数设定：Step time=1 Final value=
PID参数设定：P= I= D=
实验记录
控制器参数
性能指标
未校正系统
震荡，不稳定
校正系统仿真
P= I= D=
δ= 32%，ts= s
校正系统实测
P= I= D=