學(xué)
生
實(shí)
驗(yàn)
報(bào)
告
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課程名稱：
控制工程原
專業(yè)班級(jí)：
17 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化（1）
學(xué)生學(xué)號(hào)：
1704021025
學(xué)生姓名：
吳林凌
所屬院部：
機(jī)電工程學(xué)院
指導(dǎo)教師：
劉祥建
20
19
—— 20
20
學(xué)年
第
二
學(xué)期
金陵科技學(xué)院教務(wù)處制
實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱：
Matlab 軟件使用及典型控制系統(tǒng)建模 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：
2
同組學(xué)生姓名：
實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：
C306
實(shí)驗(yàn)日期：
2020.5.5
實(shí)驗(yàn)成績(jī)：
批改教師：
批改時(shí)間：
一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?目的：
1. 學(xué)習(xí) Matlab 的數(shù)據(jù)表示、基本運(yùn)算和程序控制語句。
2. 學(xué)習(xí)用 Matlab 創(chuàng)建控制系統(tǒng)模型。
要求：
1. 掌握 Matlab 軟件使用的基本方法。
2. 掌握用 Matlab 產(chǎn)生系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型。
3. 記錄程序和運(yùn)行結(jié)果。
二、實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備 電腦、Matlab 軟件 三、實(shí)驗(yàn)過程 （1）
用 Matlab 軟件顯示如下傳遞函數(shù)的有理多項(xiàng)式模型和零極點(diǎn)增益模型 。
（2）用 Matlab 軟件顯示如下傳遞函數(shù)方框圖的有理多項(xiàng)式模型和零極點(diǎn)增益模型。
四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 1、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）程序及結(jié)果記錄。
程序 有理多項(xiàng)式模型 >>num=[12,24,0,20],den=[2 4 6 2 2]; >>sys=tf(num,den)
num=[1，3，2，1，1],den=[1，4，3，2，3，2];
sys1=tf(num,den)
sys=zpk(sys1)
零極點(diǎn)增益模型
2、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（2）程序及結(jié)果記錄。
程序 有理多項(xiàng)式模型 num1=10;den1=[1,2,0];num2=[5,7]; den2=[1,4,2,5]; [num,den]=series(num1,den1,num2,den2); sys=tf(num,den)
num1=10;den1=[1,2,0];num2=[5,7]; den2=[1,4,2,5]; [num,den]=series(num1,den1,num2,den2); sys=tf(num,den) sys1=zpk(sys)
零極點(diǎn)增益模型
實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱：系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)分析仿真
實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：
2
同組學(xué)生姓名：
實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：
C306
實(shí)驗(yàn)日期：
2020.5.7
實(shí)驗(yàn)成績(jī)：
批改教師：
批改時(shí)間：
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?1. 學(xué)習(xí)瞬態(tài)性能指標(biāo)的測(cè)試方法（σ、ts、tp）。
2. 了解參數(shù)變化對(duì)典型環(huán)節(jié)動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)定性的影響。
3.觀測(cè)并記錄二階系統(tǒng)階躍響應(yīng)曲線并測(cè)試出性能指標(biāo)（如 σ、ts、tp 等）。
4.觀測(cè)增益變化對(duì)三階系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，測(cè)試并記錄相應(yīng)的曲線。
二、實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備 電腦、Matlab 軟件
三、實(shí)驗(yàn)過程 （1）典型二階系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)指標(biāo)的測(cè)試
1）建立二階系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方框圖；
2）單擊 圖標(biāo)，計(jì)算機(jī)開始仿真，觀測(cè)示波器的輸出值。調(diào)整“Gain”模塊的增益分別為 0.3、4、10，觀測(cè)增益對(duì)二階系統(tǒng)輸出波形的影響并記錄各次輸出曲線。
（2）典型三階系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
1）建立典型三階系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方框圖；
2）調(diào)整仿真參數(shù)中的停止時(shí)間，點(diǎn)擊“Simulation”菜單出現(xiàn)下拉子菜單，點(diǎn)擊“Simulation parameters”出現(xiàn)參數(shù)調(diào)整界面，修改“Stop time”為 20；
3）調(diào)整“Gain”模塊增益為 0.8、2、5，觀測(cè)系統(tǒng)輸出值的波形，并記錄輸出曲線， 分析增益對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。
四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 1、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）結(jié)果記錄。
增益 0.3 4 10
圖形記錄
2、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（2）結(jié)果記錄。
增 0.8 2 5
益
圖形記錄
五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 1、試根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）結(jié)果記錄，分析增益變化對(duì)系統(tǒng)超調(diào)量 σ 、峰值時(shí)間 t p 、上升時(shí)間 t r 、調(diào)整時(shí)間 t s 有何影響？ 答：1、增加增益，系統(tǒng)超調(diào)量變大
2、增加增益，峰值時(shí)間變短 3、增加增益，上升時(shí)間變短
4、增加增益，調(diào)整時(shí)間變
2、試根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（2）結(jié)果記錄，分析增益變化對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性有何影響？ 答：當(dāng)系統(tǒng)增益增大時(shí)，系統(tǒng)的響應(yīng)快速性變好，精確性提高，但穩(wěn)定性降低。
實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱：
系統(tǒng)頻率特性分析仿真 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：
2
同組學(xué)生姓名：
實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：
C306
實(shí)驗(yàn)日期：
2020.5.12
實(shí)驗(yàn)成績(jī)：
批改教師：
批改時(shí)間：
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?1. 學(xué)習(xí)利用 Matlab 軟件繪制 Nyquist 圖和 Bode 圖的方法。
2. 學(xué)習(xí)利用 Nyquist 圖和 Bode 圖判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性。
3. 繪制并記錄給定系統(tǒng)的 Nyquist 圖和 Bode 圖。
4. 判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
二、實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備 電腦、Matlab 軟件 三、實(shí)驗(yàn)過程 （1）連接好系統(tǒng)方框圖；
（2）改變系統(tǒng)輸入正弦信號(hào)的頻率。雙擊 Sine Wave 圖標(biāo)，出現(xiàn)參數(shù)設(shè)定對(duì)話框，改變“Frequency”的值為 1、5、15 rad/sec，觀測(cè)系統(tǒng)的輸出并記錄輸出曲線和各參數(shù)值；
?。?）在 Matlab Command Window 窗口中，輸入“三、實(shí)驗(yàn)原理”提供的 Matlab 語句，畫出系統(tǒng) Nyquist 圖和 Bode 圖，記錄曲線并判斷閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性。
注：（1）Xi 和 X o 數(shù)值從圖 3-1 所示系統(tǒng)的輸出曲線中讀??；
?。?）Nyquist 圖需標(biāo)識(shí)出實(shí)軸上的（-1）點(diǎn)。
四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 1、頻率值分別為 1、5、15 rad/sec 時(shí)，系統(tǒng)輸出曲線和各參數(shù)值記錄。
Frequency X i
X o
?G(j?)? 圖形記錄 1 1.8 1 0.56
5 1 0.2 0.2
15 1 0.7 0.7
2、系統(tǒng) Nyquist 圖和 Bode 圖記錄。
Nyquist 圖 Bode 圖
圖形記錄
五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 1、試根據(jù)系統(tǒng)的 Nyquist 圖和 Bode 圖，分析閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性？并簡(jiǎn)要說明理由。
答：1、由 Nyquist 圖可知，該閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定，因?yàn)?Nyquist 軌跡不包含（-1, j0)，故相應(yīng)的閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定。2、由 Bode 圖可知，該閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定，因?yàn)閷?duì)于穩(wěn)定系統(tǒng)來說，Kg（dB）必在 0dB 線以下，稱為正副值裕度，Gm=19.6dB，Pm=89.8dB，具有正幅值和正相對(duì)裕度，所以該系統(tǒng)穩(wěn)定。
實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱：
系統(tǒng)穩(wěn)定性分析仿真 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：
2
同組學(xué)生姓名：
實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：
C105
實(shí)驗(yàn)日期：
2020.5.14
實(shí)驗(yàn)成績(jī)：
批改教師：
批改時(shí)間：
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?1. 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。
2. 學(xué)會(huì)運(yùn)用 Matlab 軟件進(jìn)行系統(tǒng)穩(wěn)定性分析。
3. 記錄程序和結(jié)果曲線。
4. 判斷閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
二、實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備 電腦、Matlab 軟件 三、實(shí)驗(yàn)過程 1. 直接求特征多項(xiàng)式的根
設(shè) p 為特征多項(xiàng)式的系數(shù)向量，則 Matlab 函數(shù) roots( )可以直接求出方程 p=0 在復(fù)數(shù)范圍內(nèi)的解 v,該函數(shù)的調(diào)用格式為：v=roots(p)
利用多項(xiàng)式求根函數(shù) roots( ),可以很方便的求出系統(tǒng)的零點(diǎn)和極點(diǎn)，然后根據(jù)零極點(diǎn)分析系統(tǒng)穩(wěn)定性和其它性能。
2. 繪制零極點(diǎn)分布圖
在 Matlab 中，可利用 pzmap( )函數(shù)繪制連續(xù)系統(tǒng)的零極點(diǎn)分布圖，從而分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
該函數(shù)調(diào)用格式為：pzmap(num,den)
四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）、（2）結(jié)果記錄。
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 程序 運(yùn)行結(jié)果
（1）
p=[1，7，3，5，2];
v=roots(p)
v =
0.3202 + 1.7042i
0.3202 - 1.7042i
-0.7209 + 0.0000i
0.0402 + 0.6780i
0.0402 - 0.6780i
?。?）
num=[1,2,2]; den=[1,7,3,5,2]; pzmap(num,den)
五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 1、試根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）、（2）結(jié)果，分析閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性？并簡(jiǎn)要說明理由？ 實(shí)驗(yàn)（1）由于實(shí)部符號(hào)發(fā)生了兩次改變，所以系統(tǒng)不穩(wěn)定 實(shí)驗(yàn)（2）因?yàn)樘卣鞣匠?S^4+7S^3+3S^2+5S+2=0,由（1）可知該系統(tǒng)不穩(wěn)定。
實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱：
系統(tǒng)設(shè)計(jì)矯正仿真
實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：
2
同組學(xué)生姓名：
實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：
C105
實(shí)驗(yàn)日期：
2020.5.19
實(shí)驗(yàn)成績(jī)：
批改教師：
批改時(shí)間：
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?1. 了解和觀測(cè)調(diào)節(jié)規(guī)律對(duì)系統(tǒng)瞬態(tài)性能的影響。
2. 驗(yàn)證 PID 調(diào)節(jié)器參數(shù)（Kp、Ti、Td）在調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的功能和對(duì)調(diào)節(jié)質(zhì)量的影響。
二、實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備 電腦，Matlab 軟件 三、實(shí)驗(yàn)過程 （1）按圖 5-1 連接好系統(tǒng)方框圖。（“PID Controller”在 Simulink Extras 模塊庫(kù)的
“Additional Linear”模塊子庫(kù)中）
?。?）調(diào)節(jié)器為比例（P）控制規(guī)律。雙擊 PID 模塊，出現(xiàn)參數(shù)設(shè)定對(duì)話框，將 PID 控制器的積分和微分增益設(shè)為 0，使調(diào)節(jié)器具有比例控制規(guī)律。調(diào)整比例增益，觀察并記錄響
應(yīng)曲線的變化，分析比例增益對(duì)系統(tǒng)性能的作用。（記錄一條響應(yīng)曲線，其中衰減比必須在
4:1-10:1 之間）
?。?）調(diào)節(jié)器為比例-微分（PD）控制規(guī)律。雙擊 PID 模塊，在參數(shù)設(shè)定對(duì)話框，將 PID
控制器的積分增益設(shè)為 0，使調(diào)節(jié)器具有比例-微分控制規(guī)律。調(diào)整比例、微分增益，觀察
并記錄響應(yīng)曲線的變化，分析 PD 控制律對(duì)系統(tǒng)性能的作用。（記錄一條響應(yīng)曲線，其中衰減比必須在 4:1-10:1 之間）
?。?）調(diào)節(jié)器為比例-積分（PI）控制規(guī)律。雙擊 PID 模塊，在參數(shù)設(shè)定對(duì)話框，將 PID
控制器的微分增益設(shè)為 0，使調(diào)節(jié)器具有比例-積分控制規(guī)律。調(diào)整比例、積分增益，觀察
并記錄響應(yīng)曲線的變化，分析 PI 控制律對(duì)系統(tǒng)性能的作用。（記錄一條響應(yīng)曲線，其中衰減比必須在 4:1-10:1 之間）
?。?）調(diào)節(jié)器為比例-積分-微分（PID）控制規(guī)律。雙擊 PID 模塊，出現(xiàn)參數(shù)設(shè)定對(duì)話框，
設(shè)定 PID 控制器的比例、積分和微分增益，使調(diào)節(jié)器具有比例-積分-微分控制規(guī)律。調(diào)整比例、積分和微分增益，觀察并記錄響應(yīng)曲線的變化，分析 PID 控制律對(duì)系統(tǒng)性能的作用。（記錄一條響應(yīng)曲線，其中衰減比必須在 4:1-10:1 之間）
四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
調(diào)節(jié)器分別為 P、PD、PI、PID 控制規(guī)律時(shí)，系統(tǒng)響應(yīng)曲線記錄。
結(jié)果記錄 K p 、T d 、T i 數(shù)值 響應(yīng)曲線（衰減比在 4:1-10:1 間）
P 控制規(guī)律
Kp=1 Td=0 Ti=0
PD 控制規(guī)律
Kp=10 Td=1 Ti=0
PI 控制規(guī)律
Kp=1.2 Td=0 Ti=0.001
PID 控制規(guī)律
Kp=1 Td=1 Ti=1
五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 1、試根據(jù)調(diào)節(jié)器分別為比例（P）、比例-微分（PD）、比例-積分（PI）、比例-積分-微分（PID）控制規(guī)律的上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析 PID 控制律中比例控制項(xiàng)、微分控制項(xiàng)、積分控制
項(xiàng)對(duì)系統(tǒng)性能的作用？ 答：（1）比例控制項(xiàng)：比例系數(shù) Kp 直接決定控制作用的強(qiáng)弱，加大 Kp 可以減小系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差，提高系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，Kp 不宜過大 （2）積分控制項(xiàng);可以消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差； （3）微分控制項(xiàng)：能夠預(yù)測(cè)偏差，產(chǎn)生超前的校正作用，有助于減小超調(diào)，克服振蕩，使系統(tǒng)趨于穩(wěn)定，并能加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度。
推薦訪問： 控制工程 原理 實(shí)驗(yàn)在偉大祖國(guó)73華誕之際，我參加了單位組織的“光影鑄魂”主題黨日活動(dòng)，集中觀看了抗美援朝題材影片《長(zhǎng)津湖》，再一次重溫這段悲壯歷史，再一次深刻感悟偉大抗美援朝精神。1950年10月，新中國(guó)剛剛成立一年，
根據(jù)省局黨組《關(guān)于舉辦習(xí)近平談治國(guó)理政（第四卷）讀書班的通知》要求，我中心通過專題學(xué)習(xí)、專題研討以及交流分享等形式，系統(tǒng)的對(duì)《習(xí)近平談治國(guó)理政》（第四卷)進(jìn)行了深入的學(xué)習(xí)與交流，下面我就來談一談我個(gè)人
《習(xí)近平談治國(guó)理政》（第四卷）是在百年變局和世紀(jì)疫情相互疊加的大背景下，對(duì)以習(xí)近平同志為核心的黨中央治國(guó)理政重大戰(zhàn)略部署、重大理論創(chuàng)造、重大思想引領(lǐng)的系統(tǒng)呈現(xiàn)。它生動(dòng)記錄了新一代黨中央領(lǐng)導(dǎo)集體統(tǒng)籌兩個(gè)
《真抓實(shí)干做好新發(fā)展階段“三農(nóng)工作”》是《習(xí)近平談治國(guó)理政》第四卷中的文章，這是習(xí)近平總書記在2020年12月28日中央農(nóng)村工作會(huì)議上的集體學(xué)習(xí)時(shí)的講話。文章指出，我常講，領(lǐng)導(dǎo)干部要胸懷黨和國(guó)家工作大
在《習(xí)近平談治國(guó)理政》第四卷中，習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)，江山就是人民，人民就是江山，打江山、守江山，守的是人民的心。從嘉興南湖中駛出的小小紅船，到世界上最大的執(zhí)政黨，在中國(guó)共產(chǎn)黨的字典里，“人民”一詞從來都
黨的十八大以來，習(xí)近平總書記以馬克思主義戰(zhàn)略家的博大胸襟和深謀遠(yuǎn)慮，在治國(guó)理政和推動(dòng)全球治理中牢固樹立戰(zhàn)略意識(shí)，在不同場(chǎng)合多次圍繞戰(zhàn)略策略的重要性，戰(zhàn)略和策略的關(guān)系，提高戰(zhàn)略思維、堅(jiān)定戰(zhàn)略自信、強(qiáng)化戰(zhàn)
《習(xí)近平談治國(guó)理政》第四卷集中展示了以習(xí)近平同志為核心的黨中央在百年變局和世紀(jì)疫情相互疊加背景下，如何更好地堅(jiān)持和發(fā)展中國(guó)特色社會(huì)主義而進(jìn)行的生動(dòng)實(shí)踐與理論探索；對(duì)于新時(shí)代堅(jiān)持和發(fā)展什么樣的中國(guó)特色社
在黨組織的關(guān)懷下，我有幸參加了區(qū)委組織部組織的入黨積極分子培訓(xùn)班。為期一周的學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)形式多樣，課程內(nèi)容豐富，各位專家的講解細(xì)致精彩，對(duì)于我加深對(duì)黨的創(chuàng)新理論的認(rèn)識(shí)、對(duì)黨的歷史的深入了解、對(duì)中共黨員的
《習(xí)近平談治國(guó)理政》第四卷《共建網(wǎng)上美好精神家園》一文中指出：網(wǎng)絡(luò)玩命是新形勢(shì)下社會(huì)文明的重要內(nèi)容，是建設(shè)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)的重要領(lǐng)域。截至2021年12月，我國(guó)網(wǎng)民規(guī)模達(dá)10 32億，較2020年12月增長(zhǎng)4
剛剛召開的中國(guó)共產(chǎn)黨第十九屆中央委員會(huì)第七次全體會(huì)議上討論并通過了黨的十九屆中央委員會(huì)向中國(guó)共產(chǎn)黨第二十次全國(guó)代表大會(huì)的報(bào)告、黨的十九屆中央紀(jì)律檢查委員會(huì)向中國(guó)共產(chǎn)黨第二十次全國(guó)代表大會(huì)的工作報(bào)告和《