实验二根轨迹的绘制及系统分析.docx

实验二根轨迹的绘制及系统分析.docx《自动控制原理》实践报告实验二根轨迹的绘制及系统分析熟悉利用计算机绘制系统根轨迹图的方法,并利用根轨迹图分析系统性能。一、 实验目的熟练掌握使用MATLAB软件绘制根轨迹图形的方法;进一步加深对根轨迹图的了解;利用所绘制根轨迹图形分析系统性能。二、 主要实验设备及仪器实验设备:每人一台计算机奔腾系列以上计算机,配置硕盘22G,内存264\仁实验软件:WINDOWS操作系统(WINDOWSXP或WINDOWS2000),并安装MATLAB语言编程环境。三、实验内容本实验中各系统均为负反馈控制系统,系统的开环传递函数形式为:fl(s-匕)7=1(-)己知系统开环传递函数分别为如下形式:(1)G(s)H(s)=K(5+1)(5+2)(2)G⑶H(s)=K($+3)($+1)($+2)(3)G(s)H(s)=K($—3)(s+l)(s+2)(4)(£+])($+2)($+3)(5)").+—)1、 绘制各系统的根轨迹;2、 根据根轨迹判断系统稳定性;如果系统是条件稳定的(有根轨迹分支穿越虚轴),试确定稳定条件(K值取值范围);3、 比较(1)—(5)的传递函数和它们的根轨迹,分析:增加位于虚轴左侧的开环零点,对系统性能的影响;增加位于虚轴右侧的开环零点,对系统性能的影响;增加位于虚轴左侧的开环极点,对系统性能的影响。增加位于虚轴右侧的开环极点,对系统性能的影响。总结加入开环极点或开环零点对系统性能的影响。1、 (1)G(s)H(s)=-———(s、+l)(s+2)程序代码:num=[l];den=conv([l1],[12]);rlocus(num?den)<A」ec6euJ_-2o■o■- - - - -1 - - - - 0RealAxisRootLocusSystem:sysGain::-1Damping:1Overshoot(%):0Frequency(rad/sec):1System:sysGain::--:(%):(rad/sec):--2- - - - -1 - - - -。K的取值为0到正无穷。(2)G(5)//(5)=K(s+3)(s+l)(s+2)程序代码:num=|l3];den=conv([l1],[12]);rlocus(num,den)••oo■s-••oo■sx<A」eu'o)EUJ-System:sysGain::-:1Overshoot(%):0Frequency(rad/sec)::sysGain::-:1Overshoot(%):0Frequency(rad/sec):-5-4-3-2-10RealAxis系统是稳定的。K的取值为0到正无穷。(3)G(s)H(s)=K(s-3)(5+1)(5+2)程序代码:num=[l-3];den=conv([l1J,[12J);rlocus(num,den)202••oo■sx<A」ec6euJ_-8-6FtootLocus-4 -2RealAxisRootLocus202••oo■s-xvA」B£6eE_System:sysGain:0Ftole:-1Damping:1Overshoot(%):0Frequency(rad/sec):1468•••ooo■■■System:sysGain::-:1Overshoot(%):0Frequency(rad/sec):—1--8-6-4 -(4)G(s)H(s)(5+l)(s+2)(5+3)程序代码:num=[l];den=conv(conv([l1],[12]),[13]);rlocus(num,den)54RootLocus-2cp4■-5七7■321012345・■■■■■s-xvA」eu-6elu-RealAxis