系统的稳态误差小系统稳定性越好

实验五 自动控制系统的稳定性和稳态误差分析

一、实验目的

1、研究高阶系统的稳定性，验证稳定判据的正确性； 2、了解系统增益变化对系统稳定性的影响； 3、观察系统结构和稳态误差之间的关系。

二、实验任务

1、稳定性分析

欲判断系统的稳定性，只要求出系统的闭环极点即可，而系统的闭环极点就是闭环传递函数的分母多项式的根，可以利用MATLAB中的tf2zp函数求出系统的零极点，或者利用root函数求分母多项式的根来确定系统的闭环极点，从而判断系统的稳定性。

（1）已知单位负反馈控制系统的开环传递函数为

G(s)?0.2(s?2.5)，用MATLAB编写程序来判断闭环系统的稳定性，

s(s?0.5)(s?0.7)(s?3)并绘制闭环系统的零极点图。

在MATLAB命令窗口写入程序代码如下： z=-2.5

p=[0,-0.5,-0.7,-3] k=0.2 Go=zpk(z,p,k) Gc=feedback(Go,1) Gctf=tf(Gc) dc=Gctf.den

dens=poly2str(dc{1},'s') 运行结果如下： dens=

s^4 + 4.2 s^3 + 3.95 s^2 + 1.25 s + 0.5

dens是系统的特征多项式，接着输

3.8 控制系统的稳定性

3.8 控制系统的稳定性

稳定性是控制系统最重要的特性之一。它表示了控制系统承受各种扰动，保持其预定工作状态的能力。不稳定的系统是无用的系统，只有稳定的系统才有可能获得实际应用。我们前几节讨论的控制系统动态特性，稳态特性分析计算方法，都是以系统稳定为前提的。 3.8.1 稳定性的定义

图3.26（a）是一个单摆的例子。在静止状态下，小球处于A位置。若用外力使小球偏离A而到达A’，就产生了位置偏差。考察外力去除后小球的运动，我们会发现，小球从初始偏差位置A'，经过若干次摆动后，最终回到A点，恢复到静止状态。图3.26（b）是处于山顶的一个足球。足球在静止状态下处于B位置。如果我们用外力使足球偏离B位置，根据常识我们都知道，足球不可能再自动回到B位置。对于单摆，我们说A位置是小球的稳定位置，而对于足球来说，B则是不稳定的位置。

图 3.26 稳定位置和不稳定位置 （a）稳定位置；(b)不稳定位置

处于某平衡工作点的控制系统在扰动作用下会偏离其平衡状态，产生初始偏差。稳定性是指扰动消失后，控制系统由初始偏差回复到原平衡状态的性能。若能恢复到原平衡状态，我们说系统是稳定的。若偏离平衡状态的偏差越来越大，系统就是不稳定的。

必修三 第五章 第五节 生态系统的稳定性

课时重难点

【重点】阐明生态系统的自我调节能力。 【难点】抵抗力稳定性和恢复力稳定性的概念。

典型例题

例1.一个发育成熟的生态系统，在较长时间内表现出的功能特征是（ ）

A．物种成分和数量比例相对稳定 B．物质循环和能量流动维持平衡 C．呈现周期性的起伏波动 D．对外界干扰有一定的抵抗力

例2. 某池塘中，早期藻类大量繁殖，食藻浮游动物水蚤大量繁殖，藻类减少，接着又引起水蚤减少。后期排入污水，引起部分水蚤死亡，加重了污染，导致更多水蚤死亡。关于上述过程的叙述，正确的是( ) A．早期不属于负反馈，后期属于负反馈 B．早期属于负反馈，后期不属于负反馈 C．早期、后期均属于负反馈 D．早期、后期均不属于负反馈

例3. 下列曲线表示四个不同的自然生态系统在受到同等程度的外来干扰后，初级消费者数量的变化情况。其中抵抗力稳定性最高的生态系统是( )，恢复力稳定性最高的是（

）

例4. 采取下列哪项措施，能提高一个生态系统的抵抗力稳定性( )

A．减少捕食者和寄生者的数量 B．使生产者和消费者的数量保持一样 C．增加适宜的物种

必修三 第五章 第五节 生态系统的稳定性

课时重难点

【重点】阐明生态系统的自我调节能力。 【难点】抵抗力稳定性和恢复力稳定性的概念。

典型例题

例1.一个发育成熟的生态系统，在较长时间内表现出的功能特征是（ ）

A．物种成分和数量比例相对稳定 B．物质循环和能量流动维持平衡 C．呈现周期性的起伏波动 D．对外界干扰有一定的抵抗力

例2. 某池塘中，早期藻类大量繁殖，食藻浮游动物水蚤大量繁殖，藻类减少，接着又引起水蚤减少。后期排入污水，引起部分水蚤死亡，加重了污染，导致更多水蚤死亡。关于上述过程的叙述，正确的是( ) A．早期不属于负反馈，后期属于负反馈 B．早期属于负反馈，后期不属于负反馈 C．早期、后期均属于负反馈 D．早期、后期均不属于负反馈

例3. 下列曲线表示四个不同的自然生态系统在受到同等程度的外来干扰后，初级消费者数量的变化情况。其中抵抗力稳定性最高的生态系统是( )，恢复力稳定性最高的是（

）

例4. 采取下列哪项措施，能提高一个生态系统的抵抗力稳定性( )

A．减少捕食者和寄生者的数量 B．使生产者和消费者的数量保持一样 C．增加适宜的物种

实验四 控制系统的稳定性分析

一、 实验目的

1、 了解系统的开环增益和时间常数对系统稳定性的影响； 2、 研究系统在不同输入下的稳态误差的变化；

二、 实验内容

已知系统开环传递函数为：G(s)?10K

s(0.1s?1)(Ts?1)1、 分析开环增益K和时间常数T对系统稳定性及稳态误差的影响。

（1） 取T=0.1，令K=1，2，3，4，5，绘制相应的阶跃响应曲线，分析开环增益K的变

化对系统阶跃响应和稳定性的影响。

（2） 在K=1（系统稳定）和K=2（系统临界稳定）两种情况下，分别绘制T=0.1和T=0.01

时系统的阶跃响应，分析时间常数T的变化对系统阶跃响应和稳定性的影响。 （1）程序如下： den=[0.01 0.2 1 0]; figure(1); hold on

t=0:0.0001:5;

num1=10;

Gs1=tf(num1,den); %建立开环传递函数 G1=feedback(Gs1,1,-1); %建立闭环传递函数 step(G1,'y--'); %黄色虚线,K=1 num2=20;

Gs2=tf(num2,den);

G2=feedback(Gs2,1,-1);

第5章生态系统及其稳定性

第1节生态系统的结构

一、教学目标

1.举例说明什么是生态系统。

2.讨论某一生态系统的结构。

3.尝试建构生态系统的结构模型。

二、教学重点和难点

1.教学重点

讨论生态系统的结构。

2.教学难点

说明生态系统是一个整体。

三、教学方法

对话法、探讨法、讲述法

四、课时安排

1

五、教学过程

〖引入〗以“问题探讨”引入，学生思考，老师提示。

〖提示〗如下图，其他合理的答案也可以。

生物与非生物之间关系的图示

〖板书〗一、生态系统的范围

生态系统：由生物群落与他的无机环境相互作用而形成的统一整体。

〖旁栏思考题〗生思考回答师提示。

动物园中的全部动物不能说是一个系统，因为不同种动物是分开饲养的，彼此之间没有内在联系和相互影响，不是一个有机的整体。同理，动物园中的全部动物和植物也不是一个系统。

二、生态系统具有一定的结构

〖思考与讨论〗生思考回答师提示。

〖提示〗1. 2.6略

3.还有非生物的物质和能量。物质和能量是生命活动存在的最基本条件，生命活动本质上也是物质与能量的变化。非生物物质还是生物赖以生存的环境。

4.绿色植物通过光合作用把无机物转变为有机物，将太阳能转化为化学能。动物通过摄取其他生物获得物质和能量。各种生物获取物质和能量的途径是不一样的。

5.提示：可分为

天威诚信PKI/CA系统安全、稳定性说明

1 前言

对于上海环迅电子商务有限公司是中国领先的在线支付服务提供商，作为在线支付市场的先行者和领导者，上海环迅一直专注在电子支付的商业应用及金融业的电子化服务，因此对环迅公司的在线支付系统提供安全支持的公司必须要具备非常专业的技术背景、强有力的技术支持和服务能力，以及完整的国家资质才能为上海环迅的在线支付系统保驾护航，为上海环迅成为世界领先的电子支付应用和服务的提供商提供受到法律保护的安全基础。

2 系统安全性

对于天威诚信PKI/CA系统的安全性，天威诚信通过严格的物理安全、网络安全、信息安全、人员安全和密钥安全来保证CA中心的安全，具有很高的安全性。

2.1 物理安全

天威诚信制定了严格的物理安全策略，主要包括： ?

天威诚信CA系统按照在天威诚信安全数据中心，数据中心的物理场地按照严格的安全访问政策从结构层次上进行了划分，采用物理分层的结构，将系统安装在层次较高的物理层； ?

进出各层具有严格的物理安全访问控制策略进行保护，必须出示相关证件或身份卡，包括员工证、门禁卡和指纹机等；

安全电子邮件解决方案

? 物理场地配备了24 X 7 X 365 保安员，整个物理场地进行24小时录影监视。

实验三 控制系统的稳定性分析

实验三 控制系统的稳定性分析

一、实验目的

1．观察系统的不稳定现象。

2．研究系统开环增益和时间常数对稳定性的影响。 二、实验仪器

1．EL-AT-II型自动控制系统实验箱一台 2．计算机一台 三、实验内容

系统模拟电路图如图3-1

图3-1 系统模拟电路图

其开环传递函数为:

G0(s)?10Ks(0.1s?1)(Ts?1)式中 K=R3/R2，R2=100K?，R3=0～500K；T=RC，R=100K?，C=1?f或C=0.1?f两种情况。 四、实验步骤

1.连接被测量典型环节的模拟电路。电路的输入U1接A/D、D/A卡的DA1输出，电路的输出U2接A/D、D/A卡的AD1输入。检查无误后接通电源。 2.启动计算机，在桌面双击图标 [自动控制实验系统] 运行软件。

3.测试计算机与实验箱的通信是否正常,通信正常继续。如通信不正常查找原因使通信正常后才可以继续进行实验。

4.在实验课题下拉菜单中选择实验三[控制系统的稳定性分析], 鼠标单击该选项弹出实验课题参数窗口。其中设置输入信源电压U1=1V,点击确认观察波形。

实验三 控制系统的稳定性分析

实验三 控制系统的稳定性分析

一、实验目的

1．观察系统的不稳定现象。

2．研究系统开环增益和时间常数对稳定性的影响。 二、实验仪器

1．EL-AT-II型自动控制系统实验箱一台 2．计算机一台 三、实验内容

系统模拟电路图如图3-1

图3-1 系统模拟电路图

其开环传递函数为:

G0(s)?10Ks(0.1s?1)(Ts?1)式中 K=R3/R2，R2=100K?，R3=0～500K；T=RC，R=100K?，C=1?f或C=0.1?f两种情况。 四、实验步骤

1.连接被测量典型环节的模拟电路。电路的输入U1接A/D、D/A卡的DA1输出，电路的输出U2接A/D、D/A卡的AD1输入。检查无误后接通电源。 2.启动计算机，在桌面双击图标 [自动控制实验系统] 运行软件。

3.测试计算机与实验箱的通信是否正常,通信正常继续。如通信不正常查找原因使通信正常后才可以继续进行实验。

4.在实验课题下拉菜单中选择实验三[控制系统的稳定性分析], 鼠标单击该选项弹出实验课题参数窗口。其中设置输入信源电压U1=1V,点击确认观察波形。

四川师范大学本科毕业设计

基于MATLAB的控制系统稳定性分析

学生姓名 院系名称 专业名称 班 级 学 号 指导教师 完成时间

宋宇 工学院

电气工程及其自动化 2010 级 1 班 2010180147

杨楠

2014年 5月 12日

基于MATLAB的控制系统稳定性分析

电气工程及其自动化

本科生 宋宇 指导老师 杨楠

摘要 系统是指具有某些特定功能，相互联系、相互作用的元素的集合。一般来说，稳定性是系统的重要性能，也是系统能够正常运行的首要条件。如果系统是不稳定，它可以使电机不工作，汽车失去控制等等。因此，只有稳定的系统，才有价值分析与研究系统的自动控制的其它问题。为了加深对稳定性方面的研究，本设计运用了MATLAB软件采用时域、频域与根轨迹的方法对系统稳定性的判定和分析。

关键词：系统稳定性 MATLAB MATLAB稳定性分析

I

ABSTRACT System is to point to have certain function, connect with each other, a collection of interacting