自动控制原理实验报告 - 图文

自动控制原理实验报告

3.峰值时间、调整时间和超调量

>> tp1=pi/(x1*sqrt(1-y1^2)); >> ts1 ts1 = Inf >> tp2=pi/(x2*sqrt(1-y2^2)); >> ts2 ts2 = 20 >> tp3=pi/(x3*sqrt(1-y3^2)); >> ts3 ts3 = Inf >> tp4=pi/(x4*sqrt(1-y4^2)); >> ts4 ts4 = 20

>> tp1 >> po1=100*exp(-x1*pi/sqrt(1-x1^2)); tp1 =1.5708 >> po2=100*exp(-x2*pi/sqrt(1-x2^2)); >> tp2 >> po3=100*exp(-x3*pi/sqrt(1-x3^2)); tp2 =1.5787 >> po4=100*exp(-x4*pi/sqrt(1-x4^2)); >> tp3 >> po1 po1 = 100 tp3 =3.1416 >> po2 po2 = 72.9248 >> tp4 >> po3 po3 = 100 tp4 =3.2064 >> po4 po4 = 52.6621 >> ts1=4/(x1*y1); >> ts2=4/(x2*y2); >> ts3=4/(x3*y3); >> ts4=4/(x4*y4);

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实验二 控制系统的Simulink法

MP2.1 为了保持飞机的航向和飞行高度，人们设计了如图MP2.1所示的飞机自动驾驶仪。(a) 假设框图中的控制器是固定增益的比例控制器Gc?s??2 ，输入为斜坡信号?t??at,a?0.5?/s，利用matlab?d计算并以曲线显示系统的斜坡响应，求出10s后的航向角误差。(b) 为了减小稳态跟踪误差，可以采用较复杂的比例积分控制器(PI)，即

Gc?s??K1?K21?2?试重复(a)中的仿真计算，并比较这两种情况ss下的稳态跟踪误差。

图MP2.1 飞机自动驾驶仪框图

解：(a)由题意用simulink绘图求解得：

-102 s+10RampGain Transfer Fcn

得到相应曲线： Scope-s-532s +3.5s +6sTransfer Fcn11Out1 5

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航向角误差：

?ess1?

(b)根据题意要求修改为PI：

2s+1

s RampTransfer Fcn2

得到相应曲线：

5-4.721?100%?5.6%0.5?10Scope-10s+10Transfer Fcn-s-532s +3.5s +6sTransfer Fcn11Out1

航向角误差：

?ess2?5-5.047?100%?0.94%0.5?10

由比较可得：

?ess2??ess1，所以加入了PI环节后可以使稳态跟踪误差很小。

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MP2.2 导弹自动驾驶仪速度控制回路的框图如图MP2.2所示，请用MATLAB/Simulink求系统的单位阶跃响应，并求出峰值M、超调量

PtP.O.%，峰值时间T、调整时间T。

PS.

图MP2.2 导弹自动驾驶仪速度控制回路

解：根据题意作图得：

Step

得到相应曲线：

Scope0.1s+5sTransfer Fcn2100s+1002s +2s+100Transfer Fcn1Out1

由图可得： 系统峰值Mpt?1.251

超调量

P.O.%?1.251?0.996?100%?25.6%0.996峰值时间Tp?0.13s 调整时间Ts?2.14s

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