目 录
1一阶系统................................................................................................................................ 2 1.1 当R2=20K时： ................................................................................................................. 2
1.1.1 MATLAB命令仿真，绘制时域响应曲线及开环Bode图 ............................... 2 1.1.2 simulink仿真 ........................................................................................................ 2 1.2 当R2=200K时： ............................................................................................................. 3
1.2.1 MATLAB命令仿真，绘制时域响应曲线及开环Bode图 ............................... 3 1.2.2 simulink仿真 ........................................................................................................ 3 1.3 R2=2K ............................................................................................................................... 4
1.3.1 MATLAB命令仿真，绘制时域响应曲线及开环Bode图 ............................... 4 1.3.2 simulink仿真 ........................................................................................................ 4 1.4 结果分析 ........................................................................................................................... 5 2 二阶系统仿真 ....................................................................................................................... 6 2.1 （同上要求） ................................................................................................................... 6 2.2 （同上要求） ................................................................................................................... 7 2.3（同上要求） ..................................................................................................................... 7 2.4 结果分析 ........................................................................................................................... 9 3 控制系统的校正（选做其一） ........................................................................................... 9 3.1 校正前的系统分析 ........................................................................................................... 9
3.1.1 MATLAB命令仿真，绘制时域响应曲线 .......................................................... 9 3.1.2 simulink仿真 ...................................................................................................... 10 3.2 校正后的系统分析（同上要求） ................................................................................. 10 3.3 结果分析 ......................................................................................................................... 11 速度环仿真（按实训指导书要求） ..................................................................................... 12
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1一阶系统
写出传递函数：= R2/(R1S+R2) 1.1 当R2=20K时：
写出传递函数：1/（S+1）
1.1.1 MATLAB命令仿真，绘制时域响应曲线及开环Bode图
写出命令：y=tf(1,[1,1]);step(y) 开环传递函数G(S)=1/S，Bode图。
num=1;den=[1,0];bode(num,den)
1.1.2 simulink仿真
搭建模型
图示
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1.2 当R2=200K时：10/S+10
1.2.1 MATLAB命令仿真，绘制时域响应曲线及开环Bode图
写出命令：y=tf(10,[1,10]);step(y) Bode图。开环传递函数G(S)=10/S
图示： 命令：num=10;den=[1,0];bode(num,den)
1.2.2 simulink仿真
搭建模型:
图示：
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1.3 R2=2K：0.1/S+0.1
G(s)= 2/(20s+2)
1.3.1 MATLAB命令仿真，绘制时域响应曲线及开环Bode图
写出命令: y=tf(0.1,[1,0.1]);step(y) Bode图。开环传递函数G(S)=1/（10S+1）
命令：num=1;den=[10 1];bode(num,den)
1.3.2 simulink仿真
搭建模型： 图示:
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1.4 结果分析
分析对比R2取不同数值时的响应曲线，并说明物理系统的线性区。 命令：num1=0.1;den1=[1,0.1];y1=tf(num1,den1); >> num2=1;den2=[1,1];y2=tf(num2,den2); >> num3=10;den3=[1,10];y3=tf(num3,den3); >> step(y1,y2,y3) 图示：
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2 二阶系统仿真
2.1 R5=40k，C（S）=100/(S^2+4S+100)
MATLAB命令仿真，绘制时域响应曲线及开环Bode图
命令; y=tf(100,[1,4,100]);step(y) Bode图。：开环传递：100/(S^2+4S)； 命令：y=tf(100,[1,4,0]);bode(y)
simulink仿真
搭建模型： 图示：
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2.2 R5=100k，C(S)=100/（S^2+10S+100）
MATLAB命令仿真，绘制时域响应曲线及开环Bode图
命令：y=tf(100,[1,10,100]);step(y)
bode图。开环传函：G(S)=100/(S^2+10S)
命令：y=tf(100,[1,10,0]);bode(y)
simulink仿真
搭建模型： 时域图:
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2.3 R5=140K,G(S)=100/(S^2+14S+100)
MATLAB命令仿真，绘制时域响应曲线及开环Bode图
命令：y=tf(100,[1,14,100]);step(y) Bode图。开环传函G(S)=100/(S^2+14S)
命令：y=tf(100,[1,14,100]);bode(y)
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simulink仿真
搭建模型： 图示：
2.4 结果分析
R5 ①最大②系统③第一④上⑤振⑥总结超调量调整时个峰值升时荡次阻尼比 δ% 间ts= 时间间tr 数N tp= 40K 53 100K 18 140K 4
2.5 1 0.8 1.3 1.35 1.45 1.3 1.35 1.45 4 1 1 （即不同的开环放大倍数K）与系统主要动态性能指标的变化关系
3 控制系统的校正（选做其一）
3.1 校正前的系统分析
G（S）=100/S（0.04S+1）（0.01S+1）
3.1.1 MATLAB命令仿真，绘制时域响应曲线
命令：y=tf(100,[0.0004,0.05,1,0]);step(y)
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图示：
3.1.2 simulink仿真
搭建模型：
图
示
3.2 校正后的系统分析（如上要求）
命令y=tf([50,100],[0.002,0.2504,5.05,1,0]);y1=feedback(y,1);step(y1)： 图示：
simulink仿真
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：
搭建模型：
图示：
3.3 结果分析
分析比较系统校正前后动态性能指标的变化，分析开环增益对系统的影响。
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4 速度环仿真（按实训指导书要求）
(1)
、Bode 图
k=[48.1,7.89,3.89,1.92];hold on for i=1:4;num1=[k(i)*0.5*830.6];den1=[1 0];y1=tf(num1,den1);num2=[0.5*0.66*0.237];den2=[0.004 1];y2=tf(num2,den2);h=feedback(y1,y2,-1);bode(h);end
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时域响应图
k=[48.1,7.89,3.89,1.92];hold on for i=1:4;num1=[k(i)*0.5*830.6];den1=[1 0];y1=tf(num1,den1);num2=[0.5*0.66*0.237];den2=[0.004 1];y2=tf(num2,den2);h=feedback(y1,y2,-1);step(h);end
(2)分析I=0、2A、4A时的稳态误差n。
命令：Kp=[48.1,7.7,3.93,1.92];hold on for i=1:4;num1=[Kp(i)*0.5*830.6];
den1=[10];g1=tf(num1,den1);num2=[0.5*0.66*0.237];den2=[0.0041];h=tf(num2,den2);sys=feedback(g1,h,-1);step(sys) end
由图可知：稳态误差在不同的信号时：其值分别为：0、±0.5、±1.
(3) 画出系统在负载力距为0时的静态特性n=f（Un），此时，不同的Kp有什
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么影响？
答：对静态特性不影响，只影响动态性能。。
(4) 画出系统负载力矩固定（I=4A）情况下不同的Kp对应的静态特性。即n= f（Un），以及Kp为参变量。模型：
(5) 画出考虑放大器饱和（11v）和电动机速度饱和（120rad/s）时的仿真函数图，用matlab仿真，分析其性能。 考虑饱和时的速度环仿真搭建模型：
反馈电压信号的时域响应曲线：
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电动机电流的时域响应曲线：
电动机转速的时域响应曲线：
:
五、具有比例积分调节器的速度环仿真1、PI调节器为 0.55S+1 0.004S 的波形
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PI调节器为PI调节器为
0.01S+1 0.004S 的波形
0.256S+1 0.018S 的波形
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PI调节器为 0.047S+1 0.018S 的波形
综上所述PI调节器为0.047S+1 时是最好的
0.018S
2 . 比较比例调节和比例积分调节的优缺点。
答：比例调节的优点：稳态性能改善上升较快 缺点：稳定性变差比例积分的优点：稳态性能改善可实现无静差。
缺点：稳定性、快速性均变差。
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