兰 州 理 工 大 学
《自动控制原理》MATLAB分析与设计
仿真实验报告
院系：电气工程与信息工程学院 班级： 自动化一班 姓名： 路亦菲
《自动控制原理》MATLAB分析与设计仿真实验报告
学号： 1505220185 时间： 2017 年 11月 16日
电气工程与信息工程学院
《自动控制原理》MATLAB分析与设计仿真实验任务书（2017）
一、仿真实验内容及要求
1．MATLAB软件
要求学生通过课余时间自学掌握MATLAB软件的基本数值运算、基本符号运算、基本程序设计方法及常用的图形命令操作；熟悉MATLAB仿真集成环境Simulink的使用。 2．各章节实验内容及要求
1）第三章 线性系统的时域分析法
? 对教材第三章习题3-5系统进行动态性能仿真，并与忽略闭环零点的系统动态性能
进行比较，分析仿真结果；
? 对教材第三章习题3-9系统的动态性能及稳态性能通过仿真进行分析，说明不同控
制器的作用；
? 在MATLAB环境下选择完成教材第三章习题3-30，并对结果进行分析； ? 在MATLAB环境下完成英文讲义P153.E3.3；
? 对英文讲义中的循序渐进实例“Disk Drive Read System”，在Ka?100时，试采用
微分反馈控制方法，并通过控制器参数的优化，使系统性能满足
?%?5%,ts?250ms,dss?5?10?3等指标。
2）第四章 线性系统的根轨迹法
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? 在MATLAB环境下完成英文讲义P157.E4.5； ? 利用MATLAB绘制教材第四章习题4-5；
? 在MATLAB环境下选择完成教材第四章习题4-10及4-17，并对结果进行分析； ? 在MATLAB环境下选择完成教材第四章习题4-23，并对结果进行分析。
3）第五章 线性系统的频域分析法
? 利用MATLAB绘制本章作业中任意2个习题的频域特性曲线；
4）第六章 线性系统的校正
? 利用MATLAB选择设计本章作业中至少2个习题的控制器，并利用系统的单位阶
跃响应说明所设计控制器的功能；
? 利用MATLAB完成教材第六章习题6-22控制器的设计及验证；
? 对英文讲义中的循序渐进实例“Disk Drive Read System”，试采用PD控制并优化控
制器参数，使系统性能满足给定的设计指标?%?5%,ts?150ms。 5）第七章 线性离散系统的分析与校正
? 利用MATLAB完成教材第七章习题7-19的最小拍系统设计及验证； ? 利用MATLAB完成教材第七章习题7-24的控制器的设计及验证；
? 对英文讲义中的循序渐进实例“Disk Drive Read System”进行验证，计算D(z)=4000
时系统的动态性能指标，并说明其原因。
二、仿真实验时间安排及相关事宜
1．依据课程教学大纲要求，仿真实验共6学时，教师应在第3学周下发仿真任务书，并按课程进度安排上机时间；学生须在实验之前做好相应的准备，以确保在有限的机时内完成仿真实验要求的内容；
2．实验完成后按规定完成相关的仿真实验报告； 3．仿真实验报告请参照有关样本制作并打印装订。
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自动化系《自动控制原理》课程组
2017年8月24日
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第三章 线性系统的时域分析法
3-5单位反馈系统的开环传递函数为G(s)?0.4s?1该系统的阶跃响应曲线如下图所示，
s(s?0.6)其中虚线表示忽略闭环零点时（即G(s)?解： MATLAB程序如下：
num=[0.4 1]；den=[1 0.6 0]； G1=tf(num,den)； G2=1； G3=tf(1,den)；
sys=feedback(G1,G2,-1)； sys1=feedback(G3,G2,-1)； p=roots(den) c(t)=0:0.1:1.5； t=0:0.01:20； figure(1)
1）的阶跃响应曲线。
s2?2s?1step(sys,'r',sys1,'b--',t)；grid；
xlabel('t')；ylabel('c(t)')；title('阶跃响应')； 程序运行结果如下：
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2017兰州理工大学-自动控制原理-MATLAB仿真实验报告完整版
