《控制工程基礎(chǔ)》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(新)new

控制工程基礎(chǔ)MATLAB仿真實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書邵陽(yáng)學(xué)院機(jī)械與能源工程系機(jī)制教研室2009年8月目錄實(shí)驗(yàn)一 控制系統(tǒng)應(yīng)用軟件學(xué)習(xí)使用及典型控制系統(tǒng)建模分析 1實(shí)驗(yàn)二 一、二階系統(tǒng)時(shí)域特性分析 6實(shí)驗(yàn)三 控制系統(tǒng)頻域特性分析 8實(shí)驗(yàn)四 控制系統(tǒng)穩(wěn)定性仿真 11實(shí)驗(yàn)五 控制系統(tǒng)校正及PID仿真 15 15實(shí)驗(yàn)一 控制系統(tǒng)應(yīng)用軟件學(xué)習(xí)使用及典型控制系統(tǒng)建模分析一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握MATLAB軟件使用的基本方法；2. 熟悉MATLAB的數(shù)據(jù)表示、基本運(yùn)算和程序控制語句；3. 熟悉MATLAB程序設(shè)計(jì)的基本方法。4. 學(xué)習(xí)用MATLAB創(chuàng)建控制系統(tǒng)模型。二、 實(shí)驗(yàn)原理1. MATLAB的基本知識(shí)MATLAB是矩陣實(shí)驗(yàn)室（MatrixLaboratory）之意。MATLAB具有卓越的數(shù)值計(jì)算能力，具有專業(yè)水平的符號(hào)計(jì)算，文字處理，可視化建模仿真和實(shí)時(shí)控制等功能。MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué),與工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB來解算問題要比用C,FORTRAN等語言完相同的事情簡(jiǎn)捷得多。當(dāng)MATLAB 程序啟動(dòng)時(shí)，一個(gè)叫做MATLAB 桌面的窗口出現(xiàn)了。默認(rèn)的MATLAB 桌面結(jié)構(gòu)如下圖所示。在MATLAB 集成開發(fā)環(huán)境下，它集成了管理文件、變量和用程序的許多編程工具。在MATLAB 桌面上可以得到和訪問的窗口主要有：命令窗口（The Command Window）:在命令窗口中，用戶可以在命令行提示符(>>)后輸入一系列的命令，回車之后執(zhí)行這些命令，執(zhí)行的命令也是在這個(gè)窗口中實(shí)現(xiàn)的。命令歷史窗口（The Command History Window）:用于記錄用戶在命令窗口(The Command Windows)，其順序是按逆序排列的。即最早的命令在排在最下面，最后的命令排在最上面。這些命令會(huì)一直存在下去，直到它被人為刪除。雙擊這些命令可使它再次執(zhí)行。要在歷史命令窗口刪除一個(gè)或多個(gè)命令，可以先選擇，然后單擊右鍵，這時(shí)就有一個(gè)彈出菜單出現(xiàn)，選擇Delete Section。任務(wù)就完成了。工作臺(tái)窗口（Workspace）: 工作空間是MATLAB用于存儲(chǔ)各種變量和結(jié)果的內(nèi)存空間。在該窗口中顯示工作空間中所有變量的名稱、大小、字節(jié)數(shù)和變量類型說明，可對(duì)變量進(jìn)行觀察、編輯、保存和刪除。當(dāng)前路徑窗口（Current Directory Browser）MATLAB命令常用格式為: 變量=表達(dá)式 或直接簡(jiǎn)化為: 表達(dá)式通過“=”符號(hào)將表達(dá)式的值賦予變量，若省略變量名和“=” 號(hào)，則MATLAB自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)名為ans的變量。變量名必須以字母開頭，其后可以是任意字母、數(shù)字或下劃線，大寫字母和小寫字母分別表示不同的變量，不能超過19個(gè)字符，特定的變量如：pi（=3.141596） 、Inf（=）、NaN(表示不定型求得的結(jié)果,如0/0）等不能用作它用。表達(dá)式可以由函數(shù)名、運(yùn)算符、變量名等組成，其結(jié)果為一矩陣，賦給左邊的變量。MATLAB所有函數(shù)名都用小寫字母。MATLAB有很多函數(shù)，因此很不容易記憶?？梢杂脦椭℉ELP）函數(shù)幫助記憶，有三種方法可以得到MATLAB 的幫助。最好的方法是使用幫助空間窗口（helpbrowser）。你可以單擊MATLAB 桌面工具欄上的圖標(biāo)，也可以在命令窗口(The CommandWindows)中輸入helpdesk 或helpwin 來啟動(dòng)幫助空間窗口（help browser）。你可以通過瀏覽MATLAB 參考證書或搜索特殊命令的細(xì)節(jié)得到幫助。 另外還有兩種運(yùn)用命令行的原始形式得到幫助。第一種方法是在MATLAB 命令窗口(The Command Windows)中輸入help 或help 和所需要的函數(shù)的名字。如果你在命令窗口(The Command Windows)中只輸入help，MATLAB 將會(huì)顯示一連串的函數(shù)。如果有一個(gè)專門的函數(shù)名或工具箱的名字包含在內(nèi)，那么help 將會(huì)提供這個(gè)函數(shù)或工具箱。第二種方法是通過lookfor 函數(shù)得到幫助。lookfor 函數(shù)與help 函數(shù)不同，help 函數(shù)要求與函數(shù)名精確匹配，而lookfor 只要求與每個(gè)函數(shù)中的總結(jié)信息有匹配。Lookfor 函數(shù)比help函數(shù)運(yùn)行起來慢得多，但它提高了得到有用信息的機(jī)會(huì)。使用HELP函數(shù)可以得到有關(guān)函數(shù)的屏幕幫助信息。常用運(yùn)算符及特殊符號(hào)的含義與用法如下：+ 數(shù)組和矩陣的加法- 數(shù)組和矩陣的減法* 矩陣乘法/ 矩陣除法 用于輸入數(shù)組及輸出量列表( ) 用于數(shù)組標(biāo)識(shí)及輸入量列表 其內(nèi)容為字符串, 分隔輸入量,或分隔數(shù)組元素； 1.分開矩陣的行2. 在一行內(nèi)分開幾個(gè)賦值語句3需要顯示命令的計(jì)算結(jié)果時(shí)，則語句后面不加“；”號(hào)，否則要加“；”號(hào)。% 其后內(nèi)容為注釋內(nèi)容，都將被忽略，而不作為命令執(zhí)行 用來表示語句太長(zhǎng),轉(zhuǎn)到第二行繼續(xù)寫回車之后執(zhí)行這些命令舉例：矩陣的輸入 1 2 3 A= 4 5 6 7 8 9矩陣的輸入要一行一行的進(jìn)行，每行各元素用（，）或空格分開，每行用（；）分開。MATLAB書寫格式為：A=1,2,3;4,5,6;7,8,9或A=1 2 3 ；4 5 6 ；7 8 9回車之后運(yùn)行程序可得到A矩陣 A = 1 2 3 4 5 6 7 8 9需要顯示命令的計(jì)算結(jié)果時(shí)，則語句后面不加“；”號(hào)，否則要加“；”號(hào)。運(yùn)行下面兩種格式可以看出他們的區(qū)別 a=1 2 3;4 5 6;7 8 9 a=1 2 3;4 5 6;7 8 9; a = 1 2 3 （不顯示計(jì)算結(jié)果） 4 5 6 7 8 9 2. 系統(tǒng)建模(1)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為：對(duì)線性定常系統(tǒng)，式中s的系數(shù)均為常數(shù)，且a1不等于零，這時(shí)系統(tǒng)在MATLAB中可以方便地由分子和分母系數(shù)構(gòu)成的兩個(gè)向量唯一地確定出來，這兩個(gè)向量可分別用變量名num和den表示。num=b1,b2,bm,bm+1den=a1,a2,an,an+1注意：它們都是按s的降冪進(jìn)行排列的。舉例：傳遞函數(shù):輸入:>>num=12,24,0,20,den=2 4 6 2 2顯示:num = 12 24 0 20den = 2 4 6 2 2(2)模型的連接1）并聯(lián)：parallel格式： num,den=parallel(num1,den1,num2,den2) 將并聯(lián)連接的傳遞函數(shù)進(jìn)行相加。舉例：傳遞函數(shù):輸入:>>num1=3;den1=1,4;num2=2,4;den2=1,2,3;num,den=parallel(num1,den1,num2,den2)顯示:num = 0 5 18 25den = 1 6 11 122) 串聯(lián)：series格式： num,den=series(num1,den1,num2,den2) 將串聯(lián)連接的傳遞函數(shù)進(jìn)行相乘。3) 反饋：feedback格式： num,den=feedback(num1,den1,num2,den2,sign) 將兩個(gè)系統(tǒng)按反饋方式連接，系統(tǒng)1為對(duì)象，系統(tǒng)2為反饋控制器，系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)均以傳遞函數(shù)的形式表示。sign用來指示系統(tǒng)2輸出到系統(tǒng)1輸入的連接符號(hào)，sign缺省時(shí)，默認(rèn)為負(fù)，即sign= -1?？傁到y(tǒng)的輸入/輸出數(shù)等同于系統(tǒng)1。4) 閉環(huán)：cloop（單位反饋）格式： numc,denc=cloop(num,den,sign) 表示由傳遞函數(shù)表示的開環(huán)系統(tǒng)構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，sign意義與上述相同。三、 實(shí)驗(yàn)儀器和用具主要儀器設(shè)備：1. 電腦, 1臺(tái)/人2. MATLAB軟件3. 打印機(jī)四、 實(shí)驗(yàn)方法與步驟1. 掌握MATLAB軟件使用的基本方法；2. 用MATLAB產(chǎn)生下列系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型： u(t)y(t)3. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下所示，求其傳遞函數(shù)模型4. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下所示，傳遞函數(shù)模型u(t)y(t)5. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下所示，求其多項(xiàng)式傳遞函數(shù)模型u(t)y(t)五、 實(shí)驗(yàn)分析及結(jié)論1. 記錄程序2. 記錄與顯示給定系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型3. 完成上述各題六、 注意事項(xiàng)掌握MATLAB軟件使用的基本方法；用Matlab產(chǎn)生系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型七、 思考題1. 怎樣使用MATLAB軟件？2. 怎樣用MATLAB產(chǎn)生系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型？實(shí)驗(yàn)二 一、二階系統(tǒng)時(shí)域特性分析一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 利用MATLAB對(duì)一、二階系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)域分析。2. 掌握一階系統(tǒng)的時(shí)域特性，理解時(shí)間常數(shù)T對(duì)系統(tǒng)性能的影響。3. 掌握二階系統(tǒng)的時(shí)域特性，理解二階系統(tǒng)的兩個(gè)重要參數(shù)和n 對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的影響。二、 實(shí)驗(yàn)原理1. MATLAB的基本知識(shí)MATLAB為用戶提供了專門用于單位階躍響應(yīng)并繪制其時(shí)域波形的函數(shù)step階躍響應(yīng)常用格式： step(num,den) 或step(num,den,t) 表示時(shí)間范圍0t。 或step(num,den,t1:p:t2) 繪出在t1t2時(shí)間范圍內(nèi)，且以時(shí)間間隔p均勻取樣的波形。舉例：二階系統(tǒng)閉環(huán)傳函為繪制單位階躍響應(yīng)曲線。輸入:>> num=2,5;den=1,0.6,0.6;step(num,den)顯示:2. 系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)3. 系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)4. 教科書3.7節(jié)三、 實(shí)驗(yàn)儀器和用具主要儀器設(shè)備：1. 電腦, 1臺(tái)/人2. MATLAB軟件3. 打印機(jī)四、 實(shí)驗(yàn)方法與步驟1. 一階系統(tǒng)T分別為0.2、0.5、1、5時(shí)單位階躍響應(yīng)曲線2. 二階系統(tǒng)1）n=6, 分別為0.2、0.5、1時(shí)單位階躍響應(yīng)曲線2）=0.7, n分別為2、4、12時(shí)單位階躍響應(yīng)曲線3）鍵入程序，觀察并記錄單位階躍響應(yīng)曲線4）記錄各響應(yīng)曲線實(shí)際測(cè)取的峰值大小、峰值時(shí)間、超調(diào)量及過渡過程時(shí)間，并填表：實(shí)際值理論值峰值Cmax峰值時(shí)間tp 超調(diào)量過渡時(shí)間ts五、 實(shí)驗(yàn)分析及結(jié)論1. 完成上述各題完成上述各題2. 記錄程序，觀察記錄單位階躍響應(yīng)曲線3. 響應(yīng)曲線及指標(biāo)進(jìn)行比較，作出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果4. 分析系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性六、 注意事項(xiàng)1. 注意一階慣性環(huán)節(jié)當(dāng)系統(tǒng)參數(shù)T 改變時(shí)，對(duì)應(yīng)的響應(yīng)曲線變化特點(diǎn)，以及對(duì)系統(tǒng)的性能的影響。2. 注意二階系統(tǒng)的性能指標(biāo)與系統(tǒng)特征參數(shù)、n 之間的關(guān)系。七、 思考題1. 一階系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)T對(duì)系統(tǒng)性能有何影響？2. 二階系統(tǒng)的兩個(gè)重要參數(shù)和n 對(duì)系統(tǒng)性能有何影響？實(shí)驗(yàn)三 控制系統(tǒng)頻域特性分析一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 加深理解頻率特性的概念，掌握系統(tǒng)頻率特性的測(cè)試原理及方法。2. 利用MATLAB作出開環(huán)系統(tǒng)的奈奎斯特圖和波特圖，對(duì)控制系統(tǒng)特性進(jìn)行分析。二、 實(shí)驗(yàn)原理1. 奈奎斯特圖（幅相頻率特性圖） MATLAB為用戶提供了專門用于繪制奈奎斯特圖的函數(shù)nyquist常用格式： nyquist (num,den) 或nyquist (num,den,w) 表示頻率范圍0w。 或nyquist (num,den,w1:p:w2) 繪出在w1w2頻率范圍內(nèi)，且以頻率間隔p均勻取樣的波形。舉例：系統(tǒng)開環(huán)傳函為繪制奈奎斯特圖。輸入:>> num=2,5,1;den=1,2,3;nyquist(num,den)顯示:2. 對(duì)數(shù)頻率特性圖（波特圖） MATLAB為用戶提供了專門用于繪制波特圖的函數(shù)bode常用格式： bode (num,den) 或bode (num,den,w) 表示頻率范圍0w。 或bode (num,den,w1:p:w2) 繪出在w1w2頻率范圍內(nèi)，且以頻率間隔p均勻取樣的波形。舉例：系統(tǒng)開環(huán)傳函為繪制波特圖。輸入:>> num= num=1;den=1,0.2,1;bode(num,den)顯示:3. Bode圖和Nyquist圖的畫法；4. Nyquist穩(wěn)定性判據(jù)內(nèi)容；5. 教科書4.8節(jié)。三、 實(shí)驗(yàn)儀器和用具主要儀器設(shè)備：1. 電腦, 1臺(tái)/人2. MATLAB軟件3. 打印機(jī)四、 實(shí)驗(yàn)方法與步驟1. 用Matlab作 Nyquist圖. 系統(tǒng)開環(huán)傳函為2. 用Matlab作Bode圖. 系統(tǒng)開環(huán)傳函為3. 鍵入程序，觀察并記錄各種曲線五、 實(shí)驗(yàn)分析及結(jié)論1. 完成上述各題2. 記錄程序，觀察記錄各種曲線3. 根據(jù)開環(huán)頻率特性圖分析閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性及其他性能4. 作出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果六、 注意事項(xiàng)1. 頻率特性的概念2. 頻率特性的測(cè)試原理及方法。七、 思考題1. 典型環(huán)節(jié)的頻率特性？2. 怎樣用奈奎斯特圖和波特圖對(duì)控制系統(tǒng)特性進(jìn)行分析？實(shí)驗(yàn)四 控制系統(tǒng)穩(wěn)定性仿真一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 加深理解穩(wěn)定性的概念，掌握判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性的原理及方法。2. 學(xué)會(huì)運(yùn)用各種穩(wěn)定判據(jù)來判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性及對(duì)控制系統(tǒng)穩(wěn)定性進(jìn)行分析。3. 學(xué)會(huì)運(yùn)用MATLAB對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性進(jìn)行仿真。二、 實(shí)驗(yàn)原理1. 傳遞函數(shù)描述(1)連續(xù)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型連續(xù)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)如下：對(duì)線性定常系統(tǒng)，式中s的系數(shù)均為常數(shù)，且a1不等于零，這時(shí)系統(tǒng)在MATLAB中可以方便地由分子和分母系數(shù)構(gòu)成的兩個(gè)向量唯一地確定出來，這兩個(gè)向量分別用num和den表示。num=b1,b2,bm,bm+1den=a1,a2,an,an+1注意：它們都是按s的降冪進(jìn)行排列的。(2)零極點(diǎn)增益模型零極點(diǎn)模型實(shí)際上是傳遞函數(shù)模型的另一種表現(xiàn)形式，其原理是分別對(duì)原系統(tǒng)傳遞函數(shù)的分子、分母進(jìn)行分解因式處理，以獲得系統(tǒng)的零點(diǎn)和極點(diǎn)的表示形式。K為系統(tǒng)增益，zi為零點(diǎn)，pj為極點(diǎn)在MATLAB中零極點(diǎn)增益模型用z,p,K矢量組表示。即：z=z1,z2,zmp=p1,p2,.,pnK=k函數(shù)tf2zp()可以用來求傳遞函數(shù)的零極點(diǎn)和增益。(3)部分分式展開控制系統(tǒng)常用到并聯(lián)系統(tǒng)，這時(shí)就要對(duì)系統(tǒng)函數(shù)進(jìn)行分解，使其表現(xiàn)為一些基本控制單元的和的形式。函數(shù)r,p,k=residue(b,a)對(duì)兩個(gè)多項(xiàng)式的比進(jìn)行部分展開，以及把傳函分解為微分單元的形式。向量b和a是按s的降冪排列的多項(xiàng)式系數(shù)。部分分式展開后，余數(shù)返回到向量r，極點(diǎn)返回到列向量p，常數(shù)項(xiàng)返回到k。b,a=residue(r,p,k)可以將部分分式轉(zhuǎn)化為多項(xiàng)式比p(s)/q(s)。舉例：傳遞函數(shù)描述： 1）num=12,24,0,20;den=2 4 6 2 2;2）借助多項(xiàng)式乘法函數(shù)conv來處理：num=4*conv(1,2,conv(1,6,6,1,6,6);den=conv(1,0,conv(1,1,conv(1,1,conv(1,1,1,3,2,5);零極點(diǎn)增益模型：num=1,11,30,0;den=1,9,45,87,50; z,p,k=tf2zp(num,den)z= 0 -6 -5p= -3.0000+4.0000i -3.0000-4.0000i -2.0000 -1.0000k= 1結(jié)果表達(dá)式部分分式展開：num=2,0,9,1;den=1,1,4,4; r,p,k=residue(num,den)r= 0.0000-0.2500i 0.0000+0.2500i -2.0000p= 0.0000+2.0000i 0.0000-2.0000i -1.0000k= 2結(jié)果表達(dá)式2. 模型的轉(zhuǎn)換與連接(1)模型的轉(zhuǎn)換在一些場(chǎng)合下需要用到某種模型，而在另外一些場(chǎng)合下可能需要另外的模型，這就需要進(jìn)行模型的轉(zhuǎn)換。模型轉(zhuǎn)換的函數(shù)包括：residue： 傳遞函數(shù)模型與部分分式模型互換tf2zp： 傳遞函數(shù)模型轉(zhuǎn)換為零極點(diǎn)增益模型zp2tf： 零極點(diǎn)增益模型轉(zhuǎn)換為傳遞函數(shù)模型用法舉例：已知部分分式：r=-0.25i,0.25i,-2;p=2i,-2i,-1;k=2;num,den=residue(r,p,k)num= 2 0 9 1den= 1 1 4 4三、 實(shí)驗(yàn)儀器和用具主要儀器設(shè)備：1. 電腦, 1臺(tái)/人2. MATLAB軟件3. 打印機(jī)四、 實(shí)驗(yàn)方法與步驟1. 系統(tǒng)傳函為，用以下三種方法試判斷其穩(wěn)定1) 利用pzmap繪制連續(xù)系統(tǒng)的零極點(diǎn)圖2) 利用tf2zp求出系統(tǒng)零極點(diǎn)；3) 利用roots求分母多項(xiàng)式的根來確定系統(tǒng)的極點(diǎn)2. 系統(tǒng)傳函為用以上三種方法試判斷其穩(wěn)定五、 實(shí)驗(yàn)分析及結(jié)論1. 完成上述各題2. 記錄程序，觀察記錄各種曲線3. 根據(jù)特性圖分析閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性4. 作出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果六、 注意事項(xiàng)1. 穩(wěn)定性的概念2. 穩(wěn)定性的測(cè)試原理及方法。七、 思考題1. 怎樣判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性？2. 有多少方法判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性？實(shí)驗(yàn)五 控制系統(tǒng)校正及PID仿真一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 熟悉超前、滯后和超前滯后網(wǎng)絡(luò)的特性。 2. 理解基于頻率法進(jìn)行串聯(lián)校正的基本概念，掌握基于頻率法進(jìn)行超前、滯后和超前滯后校正的方法。 3. 掌握P、PD、PID 控制器的控制原理和實(shí)際應(yīng)用。4. 學(xué)會(huì)運(yùn)用MATLAB對(duì)系統(tǒng)校正及PID進(jìn)行仿真。二、 實(shí)驗(yàn)原理1. 基于頻率法進(jìn)行串聯(lián)校正的基本概念，基于頻率法進(jìn)行超前、滯后和超前滯后校正的方法2. P、PD、PID 控制器的控制原理和實(shí)際應(yīng)用3. MATLAB的基本知識(shí)三、 實(shí)驗(yàn)儀器和用具主要儀器設(shè)備：1. 電腦, 1臺(tái)/人2. MATLAB軟件3. 打印機(jī)四、 實(shí)驗(yàn)方法與步驟1. 被控制對(duì)象傳遞函數(shù)為，要求的技術(shù)指是=0.5，=13.5rad/s，編寫程序設(shè)計(jì)一串聯(lián)校正裝置，并繪制校正前后的階躍響應(yīng)曲線和Bode 圖。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，試說明校正前后系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時(shí)間和超調(diào)量有何變化，相角裕度，增益穿越頻率又有什么變化？2. 已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，試設(shè)計(jì)串聯(lián)滯后校正裝置，使系統(tǒng)指標(biāo)滿足單位斜坡輸入信號(hào)時(shí)穩(wěn)態(tài)誤差 1% ss e ，相位裕度 45，編寫程序設(shè)計(jì)一串聯(lián)滯后校正裝置，并繪制校正前后階躍響應(yīng)曲線和Bode 圖。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，試說明校正前后系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時(shí)間和超調(diào)量有何變化，相角裕度，增益穿越頻率又有什么變化？3. 比例環(huán)節(jié)( P )： 文件名：Gain.mdl1) 雙擊 Gain 模塊，分別改變Gain 的值K（K=5、10、20）。2) 啟動(dòng) SimulationStart，雙擊Scope 模塊跳出Scope 窗口，并顯現(xiàn)比例環(huán)節(jié)階躍響應(yīng)曲線。用SimulationStop 停止。3) 觀察分析不同 Gain 值的階躍響應(yīng)曲線，并畫在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上（見后頁(yè)，曲線畫在同一坐標(biāo)上），寫出對(duì)應(yīng)的傳遞函數(shù) 。4. 積分環(huán)節(jié)( I )： 文件名：Integrator.m.mdl1) 雙擊 Transfer Fcn 模塊，分別改變分母的”T”值（注意數(shù)字之間要有空格），當(dāng)T=1、5、50 時(shí)的斜率變化。2) 啟動(dòng) SimulationStart，雙擊Scope 模塊跳出Scope 窗口，并顯現(xiàn)積分環(huán)節(jié)階躍響應(yīng)曲線。用SimulationStop 停止。觀察分析不同T 值的階躍響應(yīng)曲線，并畫在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上（見后頁(yè)，曲線畫在同一坐標(biāo)上），寫出對(duì)應(yīng)的傳遞函數(shù) 。5. 比例加積分( PI )、比例加微分( PD )、比例加積分加微分( PID )： 文件名：PID.mdl1) 分別打開Gain、Gain1、Gain2、Transfer Fcn2 模塊并輸入Kp、Ki、Kd當(dāng)Kd=0 時(shí)，此時(shí)系統(tǒng)為比例加積分( PI )，當(dāng)Ki=0 時(shí)，此時(shí)系統(tǒng)為比例加微分( PD )，當(dāng)Kp、Ki、Kd 的值不為零時(shí)，此時(shí)系統(tǒng)為比例加積分加微分( PID )。2) 啟動(dòng)SimulationStart，雙擊Scope 模塊跳出Scope 窗口，并顯現(xiàn)例加積( PI )、比例加微分( PD )、比例加積分加微分( PID )階躍響應(yīng)曲線。SimulationStop 停止。3) 分別觀察比例加積分( PI )、比例加微分( PD )、比例加積分加微分( PID )6. 的階躍響應(yīng)曲線，并畫在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上 , 寫出對(duì)應(yīng)的傳遞函數(shù) 。五、 實(shí)驗(yàn)分析及結(jié)論1. 完成上述各題2. 記錄程序，觀察記錄各種曲線3. 作出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果六、 注意事項(xiàng)1. 校正的概念2. 校正原理及方法3. P、PD、PID 控制器的控制原理七、 思考題1. 校正網(wǎng)絡(luò)的特性？2. P、PD、PID 控制器的控制原理？