自控报告声明

自控

实 验 报 告

实验课程： 自动控制理论实验 学生姓名： xxx 学 号： 123456

专业班级： 自动化

2014年 1 月1 日

实验一 线性系统的时域分析

一. 实验要求

1． 了解和掌握各典型环节模拟电路的构成方法、传递函数表达式及输出时域函数表达式 2． 观察和分析各典型环节的阶跃响应曲线，了解各项电路参数对典型环节动态特性的影响

二．典型环节的方块图及传递函数 方 块 图 传递函数 比例 （P）积分 （I） 比例积分 （PI） 比例微分 （PD） 惯性环节 （T） G(S)?UO(S)?K Ui(S)UO(S)1 ?Ui(S)TSG(S)?G(S)?UO(S)1?K(1?)Ui(S)TS G(S)?UO(S)?K(1?TS)Ui(S) G(S)?UO(S)K ?Ui(S)1?TS比例积分微分（PID） G(S)?UO(S)Ui(S)KpTiS?KpTdS ?Kp? 三．实验内容及步骤 1)．观察比例环节的阶跃响应曲线：

自控原理实验

1，实验名称

控制系统的模型与转换 2，实验目的

1）熟悉matable的运行环境

2）掌握控制系统模型的建立与转换 3，实验结果

s3?4s?2 G(s)?3223s(s?2)[(s?1)?2s?5]

z2?0.568 H(z)?，T=0.1s

(z?1)(z2?0.2z?0.99)

G(s)?8(s?1?j)(s?1?j)

s2(s?5)(s?6)(s2?1)

(z?1?3.2)(z?1?2.6) H(z)?，T=0.05s

z?5(z?1?8.2)

设描述系统时域行为的高阶微分方程为y(3)?(t)?4y?(t)?5y(t)?2u(t)，试建立其(t)?13?y

状态空间模型并将其输入到matlab环境。

自控原理实验

1，实验名称

线性系统分析 2，实验目的

1）熟悉matable的运行环境

2）掌握线性系统分析 3，实验结果

G(s)?1s?2s?s?232

G(s)?3s?1

s2(300s2?600s?50)?3s?1

H(z)??3z?2 32(z?0.2z?0.25z?0.05)

H(z)?z?52.12z?2?11.76z?1?15.91 ?4

自动控制原理实验报告（线性系统的频域分析）

物电学院 电气12（1）班 徐楠 12223110

一、实验目的

1．掌握用MATLAB语句绘制各种频域曲线。 2．掌握控制系统的频域分析方法。

二、基础知识及MATLAB函数

频域分析法是应用频域特性研究控制系统的一种经典方法。它是通过研究系统对正弦信号下的稳态和动态响应特性来分析系统的。采用这种方法可直观的表达出系统的频率特性，分析方法比较简单，物理概念明确。

1．频率曲线主要包括三种:Nyquist图、Bode图和Nichols图。

1）Nyquist图的绘制与分析

MATLAB中绘制系统Nyquist图的函数调用格式为:

nyquist(num,den) 频率响应w的范围由软件自动设定 nyquist(num,den,w) 频率响应w的范围由人工设定

[Re,Im]= nyquist(num,den) 返回奈氏曲线的实部和虚部向量，不作图 2）Bode图的绘制与分析

系统的Bode图又称为系统频率特性的对数坐标图。Bode图有两张图，分别绘制开环频率特性的幅值和相位与角频率?的关系曲线，称为对数幅频特性曲线和对数相频特性曲线。

MATLAB

北航自控实验报告6

自控实验六：状态反馈与状态观测器

一．实验目的

1. 掌握用状态反馈进行极点配置的方法。 2. 了解带有状态观测器的状态反馈系统。

二．实验原理

1. 闭环系统的动态性能与系统的特征根密切相关，在状态空间的分析中可利用状态反馈来配置系统的闭环极点。这种校正手段能提供更多的校正信息，在形成最优控制率、抑制或消除扰动影响、实现系统解耦等方面获得广泛应用。在改善与提高系统性能时不增加系统零、极点，所以不改变系统阶数，实现方便。 2. 已知线形定常系统的状态方程为

Ax Buxy cx

为了实现状态反馈，需要状态变量的测量

值，而在工程中，并不是状态变量都能测量到，而一般只有输出可测，因此希望利用系统的

输入输出量构成对系统状态变量的估计。解决的方法是用计算机构成一个与实际系统具有同

(t)作为系统状态向量x(t)的估值。状态样动态方程的模拟系统，用模拟系统的状态向量x

观测器的状态和原系统的状态之间存在着误差，而引起误差的原因之一是无法使状态观测器

(t) y(t)的反馈是为了使状态估计误差尽可能快的初态等于原系统的初态。引进输出误差y

地衰减到零。状态估计的误差方程为

误差衰减速度，取决于矩阵（A-HC）的特征值。

3. 若系统是可控可观的，则

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1、 反馈元件将控制器的输出信号反馈到放大元件前的比较原件，以抵消偏差信号，及以放大元件的输出制约其输入，又称为负反馈信号。

2、 按信号的结构特点分类：①反馈控制系统，②前馈控制系统，③前馈—反馈复合控制系统。按给定信号的特点分类：①恒值控制系统，②随动控制系统，③程序控制系统。

反馈控制系统一定是闭环控制系统。前馈—反馈复合控制系统，当扰动发生后，补偿信号作用到控制器后，能及时消除扰动对被控量的影响，而反馈回路的最用将保证被控量能较精确地等于给定值，改善被控量的控制精度。

3、 被控量等于给定值，是生产过程中用的最多的一种控制系统，例如：发电机电压控制，电动机转速控制，电力网的频率（周波）控制，各种恒温、恒压、恒液位等控制都是属于恒值控制系统。

4、 随动控制系统又简称随动系统，它是被控量的给定值随时间任意变化的控制系统，例如：运动目标的自动跟踪，跟踪卫星的雷达天线控制系统，工业控制中的位置控制系统，工业自动化仪表中的显示记录等均属于随动控制系统。

5、 线性定常系统 程序控制系统，被控量的给定值是一个已知的时间函数，控制的目的是要求被控两按确定的给定值的时间函数来改变，例如:机械加工中的数控机床，加热炉自动温度控制系统均属于程序控制系

一. 填空题

1. 自动控制系统分类方法很多，其中的部分划分为：恒值调节系统和随动系统、 线性系统和非线性系统、定常系统和时变系统、连续系统和离散系统、 开环系统和闭环系统。

2. 一般自动控制系统包括：给定元件、检测元件、比较元件、放大元件、执行元件、控制对象、反馈元件。

3. 对于一个单输入单输出的线性定常连续系统，其时域数学模型通常用 微分方程描述，频域模型用传递函数描述。

4． 斯判据通过劳斯阵（Routh阵） 判断系统稳定与否，并可以指出特征方程在复平面右半部上根的个数，它等于劳斯阵第一列元素符号改变的次数。 5．系统的时域响应有两部分构成：动态响应和静态响应。（瞬态响应、稳态响应） 6．控制系统的瞬态响应的主要性能指标有：上升时间、峰值时间、超调量、调节时间和振荡次数。

7．通常按照控制系统是否设有反馈环节来进行分类；设有反馈环节的，闭环控制系统；不设反馈环节的，则称为开环控制系统。

8．经典控制理论中，常用的数学模型为微分方程、传递函数和系统框图。它们反映了系统输出量、输入量和内部各变量之间的关系，也反映了系统的内在特性。 9．线性定常系统稳定的充分必要条件是特征方程的根全部

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本文对C++的复杂声明,作了深入地道的讲解,对使用typedef化简复杂声时和还原复杂声明也作了深入详细的讲解。

本文作者：黄邦勇帅(原名：黄勇)

本文是学习C++最基础的内容，因此应对其熟练掌握，本文主要介绍了声明与定义的区别，C++中有关变量及数据类型的描述，其中由浅入深的介绍了复杂声明的分析方法，本文内容由浅入深，内容较为全面。

本本文内容完全属于个人见解与参考文现的作者无关，限于水平有限，其中难免有误解之处，望指出更正。声明：禁止抄袭，复印，转载本文，本文作者拥有完全版权。

主要参考文献：

1、C++.Primer.Plus.第五版.中文版[美]Stephen Prata著孙建春韦强译人民邮电出版社2005年5月

2、C++.Primer.Plus.第四版.中文版Stanley B.Lippman、Barbara E.Moo著李师贤等译人民邮电出版社2006年3月

3、C语言：标准与实现volume 1 作者不详，前言是“姚新颜”写的可能就是作者，出版社不详，2004年8月

4、《程序设计语言C》中华人民共和国国家标准GB/T 15272-94 1994年12月7日发布出版社不详

5、《C++程序设计原理与实践》[美]Bjarne Stroustru

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