概述
《自动控制原理》实验报告
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一、 实验目的
1. 学会利用MATLAB 绘制系统的根轨迹,并对系统进行分析。
2. 学会利用MATLAB 对系统进行频域特性分析。
二、 实验设备
安装Windows 系统和MATLAB 软件的计算机一台。
三、 实验内容
1、 基于MATLAB 的控制系统根轨迹分析
利用MATLAB 绘制系统的根轨迹
利用rlocus( )函数可绘制出当根轨迹增益k 由0至+∝变化时,闭环系统的特征根在s 平面变化的轨迹,该函数的调用格式为
[r,k]=rlocus(num,den) 或 [r,k]=rlocus(num,den,k)
其中,返回值r 为系统的闭环极点,k 为相应的增益。rlocus( )函数既适用于连续系统,也适用于离散系统。rlocus(num,den)绘制系统根轨迹时,增益k 是自动选取的,rlocus(num,den,k)可利用指定的增益k 来绘制系统的根轨迹。在不带输出变量引用函数时,rolcus( )可在当前图形窗口中绘制出系统的根轨迹图。当带有输出变量引用函数时,可得到根轨迹的位置列向量r 及相应的增益k 列向量,再利用plot(r,’x ’)可绘制出根轨迹。 利用MATLAB 获得系统的根轨迹增益
在系统分析中,常常希望确定根轨迹上某一点处的增益值k ,这时可利用MATLAB 中的rlocfind( )函数,在使用此函数前要首先得到系统的根轨迹,然后再执行如下命令
[k,poles]=rlocfind(num,den) 或 [k,poles]=rlocfind(num,den,p)
其中,num 和den 分别为系统开环传递函数的分子和分母多项式的系数按降幂排列构成的系数向量;poles 为所求系统的闭环极点;k 为相应的根轨迹增益;p 为系统给定的闭环极点。
(1)已知某反馈系统的开环传递函数为
G (s )H (s )=
k s (s +1)(s +2)
试绘制该系统根轨迹,并利用根轨迹分析系统稳定的k 值范围。
解:
将该传递函数用MATLAB 命令表示为 num=1;
den=conv([1,0],conv([1,1],[1,2]));
绘制根轨迹
rlocus(num,den);[k,poles]=rlocfind(num,den)
实验过程及结果如下:
最后
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