控制理论编程作业解析:系统反馈与极点配置
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更新于2024-08-05
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"本次编程作业涉及控制理论,主要探讨了控制系统的设计与分析,包括系统传递函数的构建、反馈控制以及系统性能的比较。作业中通过MATLAB进行仿真,研究了不同参数设置对系统响应的影响。"
在【描述】中,可以看到作业分为四个问题。在第二问中,涉及到创建传递函数并应用负反馈。例如,通过设置系数`j=10.8e+8`, `k=10.8e+8`, `a=1`, `b=8`来构建系统的分子和分母多项式,然后使用`tf`函数创建传递函数`sys`。接着,通过`feedback`函数将系统与负反馈连接,最后利用`step`函数仿真系统阶跃响应,并用`plot`绘制图形,展示角度随时间的变化。
第三问进一步探究了不同参数下的系统响应。这里对比了三种不同比例的`j`值(100%,80%,50%)对系统响应的影响,同样使用了`step`函数进行仿真并绘制出三条曲线,通过颜色区分不同条件下的结果。
从部分内容来看,作业涵盖了以下知识点:
1. **传递函数**:传递函数是控制系统理论中的基本概念,它描述了输入信号通过系统后输出信号的数学关系,通常表示为`sys=tf(num,den)`,其中`num`和`den`分别是分子和分母多项式。
2. **负反馈**:负反馈用于改善系统性能,通过将输出信号的一部分反向引入到输入端,可以减小系统误差并提高稳定性。在本例中,使用`feedback(sys,[1],-1)`实现。
3. **系统仿真**:通过MATLAB的`step`函数可以观察系统在阶跃输入下的动态响应,这对于分析系统稳定性、超调量、调整时间和上升时间等性能指标至关重要。
4. **系统串联和并联**:在第二部分的第四问中,可能涉及到多个系统串联或并联,这在构建复杂系统模型时很常见。例如,`sys4=series(sys2,sys3);`表示系统2和系统3的串联。
5. **反馈控制设计**:通过对不同参数的调整,比如第二问中的`j`和第三问中的`j`值,可以看到如何改变系统性能,这在实际工程中是设计控制器的关键步骤。
6. **系统性能比较**:通过绘制不同条件下的系统响应曲线,可以直观地对比不同参数设置对系统性能的影响。
这个编程作业深度覆盖了控制理论的基础内容,包括传递函数的建立、负反馈控制设计、系统仿真实验以及性能比较,这些都是控制系统分析和设计的核心技能。
2022-08-08 上传
2022-08-03 上传
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刘璐璐璐璐璐
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