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控制系统稳态误差2


苏州市职业大学实训报告
院系电子信息工程系 班实训名称 日期
一、实训目的 以二阶系统为例,研究系统在不同形式的输入信号作用下,稳态误差与系统结构参数的 关系,以及扰动作用点不同时的稳态误差 二、实训仪器设备 安装MATLAB 软件的计算机 三、实训内容 (1) 根据图 1 方块图建立仿真模型,G(s)=1,分别对系统输入单位阶跃信号和单 位斜坡信号,测量 K

=1 和 K=10 时系统的稳态误差。 根据传递函数建立仿真模型从信号发生器取出阶跃信号的输入端,信号幅值为 1V,分 别观察和记录偏差信号和输出信号曲线。因为是单位反馈偏差大小等于稳态误差。

控制系统稳态误差

实训

单位阶跃信号 K=1 且 G(s)=1 时,如图 display 显示稳态误差为 0.1667

单位阶跃信号 K=1 且 G(s)=1 时,如图 display 显示稳态误差为 0.0194

单位斜坡信号 K=1 且 G(s)=1 时,如图 display 显示稳态误差 1.408
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苏州市职业大学实训报告
院系电子信息工程系 班级 11 电气(1)班 姓名 实训名称 控制系统稳态误差 实训日期 2012-12-25

单位斜坡信号 K=10 且 G(s)=1 时,如图 display 显示稳态误差为 0.0487 2. 根据图 1 方块图建立仿真模型,G(s)=1/s,分别对系统输入单位阶跃信号和单位斜坡信 号,测量 K=1 和 K=10 时系统的稳态误差。

单位阶跃信号 K=1 时,如图显示稳态误差为-0.3469

单位阶跃信号 K=1 时,如图显示稳态误差为-0.3368
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院系电子信息工程系 实训日期 2012-12-25

班级实训名称

控制系统稳态误差

单位斜坡信号 K=1 时,如图 display 显示稳态误差为 0.2

单位斜坡信号 K=10 时,如图 display 显示稳态误差为 0.02 3. 根据图 2 方块图建立仿真模型,K=10,系统输入为单位阶跃信号,扰动输入也为单位阶 跃信号,测量系统的稳态误差

单位阶跃信号 K=10 时,如图显示稳态误差为-0.1086 4. 根据图 3 方块图建立仿真模型,K=10,系统输入为单位阶跃信号,扰动输入也为单位阶 跃信号,测量系统的稳态误差
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苏州市职业大学实训报告
院系电子信息工程系 班级 实训名称 控制系统稳态误差 实训日期

单位阶跃信号 K=10 时,如图显示稳态误差为-0.1002

单位阶跃信号 K=10 时,如图显示稳态误差为-0.0002843 四、实训小结 (1)绘出系统的仿真模型,根据稳态误差的计算公式,分别求出各种情况下的稳态 误差。列出各次仿真的稳态误差的测试结果,并与计算结果进行比较、分析。

根据图一和图二求得仿真误差和计算误差
系统类型 输入信号 K 的数值 仿真数值 计算数值 0 型系统 单位阶跃 0 型系统 单位阶跃 0 型系统 单位斜坡 0 型系统 单位斜坡

1 型系统
单位阶跃

1 型系统
单位阶跃

1 型系统
单位斜坡

1 型系统
单位斜坡

1 0.1667 0.167 5 页

10 0.0194 0.0196

1 1.408


10 0.0487


1 -0.349 0

10 -0.3368 0

1 0.2 0.2

10 0.02 0.02 指导老师签名



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院系电子信息工程系 班级 实训名称 控制系统稳态误差 实训日期 2012-12-25

图三的仿真误差和计算误差分别是:E(ss)=-0.1002 E(ss)=-0.1 图四的仿真误差和计算误差分别是:E(ss)=-0.0002483 E(ss)=0 (3)分析稳态误差与系统型别、参数及输入信号形式的关系
系统类别 单位阶跃 单位斜坡 单位加速度

0型

1 1? K
0 0

?
1 K

? ?
1 K

I型

II 型

0

(4)分析稳态误差与扰动作用点的关系 如果输入是单位阶跃且是 1 类系统可在干扰信号前加入一个积分器可以消除误差。 扰动点在 输入端,即输入引起的稳态误差可通过增大 K 和提高系统型次使其减小,扰动点在输出端, 即即干扰引起的稳态误差,可通过在前向通道干扰点加积分器使其减小。

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