根轨迹分析实验报告.docx

课程名称:实验名称:控制理论乙控制系统的根轨迹分析指导老师:实验类型:成绩:同组学生姓名:一、实验目的和要求(必填) 二、实验内容和原理(必填)三、主要仪器设备(必填) 四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析(必填)七、讨论、心得一、实验目的和要求掌握用计算机辅助分析法分析控制系统的根轨迹熟练掌握Simulink仿真环境二、(s) k(s 2)(s2 4s 3)2绘制出此闭环系统的根轨迹,并分析系统的稳定性。实验原理根轨迹是指,当开环系统某一参数(一般来说,这一参数选作开环系统的增益 k)从零变到无穷大时,死循环系统特征方程的根在 s平面上的轨迹。因此,从根轨迹,可分析系统的稳定性、稳态性能、动态性能。同时,对于设计系统可通过修改设计参数,使闭环系统具有期望的零极点分布,因此根轨迹对系统设计也具有指导意义。在 MATLAB中,绘制根轨迹有关的函数有: rlocus,rlocfind ,pzmap等。实验要求编制MATLAB程序,画出实验所要求根轨迹 ,求出系统的临界开环增益,并用闭环系统的冲击响应证明之。在Simulink仿真环境中,组成系统的仿真框图,观察临界开环增益时系统单位阶跃响应曲线并记录之。三、主要仪器设备计算机一台以及 matlab软件,simulink 仿真环境四、实验源代码>>A=[12];>>B=conv([143],[143]);>>G=tf(A,B)G=s+2s^4+8s^3+22s^2+24s+9Continuous-timetransferfunction.>>figure>>pzmap(G)>>figure>>rlocus(G)>>x=solve('s^4-22*s^2+9+2*k=0','-8*s^3+(24+k)*s=0')x=k:[5x1sym]s:[5x1sym]>>x0==-9/2-32*3^(1/2)32*3^(1/2)-32*3^(1/2)32*3^(1/2)>>x1=x0(3)x1=32*3^(1/2)>>G1=G*32*3^(1/2)G1=+^4+8s^3+22s^2+24s+9Continuous-timetransferfunction.>>G2=G1/(1+G1)G2=^5+^4+2106s^3+3769s^2+3159s+^8+16s^7+108s^6+^5+1440s^4+3306s^3+4741s^2+3591s+1079Continuous-timetransferfunction..>>figure>>impulse(G2)>>xlim([020]).,然后按照框架图连接如下图所示分别带入不同的K值,运行仿真,得到最终的波形如下图所示(其中 K=32*3^(1/2)=)K===、心得、体会通过本次实验,学会了如何用 MATLAB程序来实现根轨迹分析,包括根轨迹图的绘制、根轨迹的临界开环增益求解方法、临界与非临界冲激响应的实现方法等,并且进一步掌握了 simulink 方法的应用,对我们在课上学习根