资源描述：
《实验四 线性控制系统的时域响应分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、实验四线性控制系统的时域响应分析一、实验目的1．熟悉MATLAB有关命令的用法；2．用MATLAB系统命令对给定系统进行时域分析；二、实验内容练习4-1.给定系统的传递函数如下：求该系统的阶跃响应曲线,记录超调量、上升时间、过渡过程时间。解：>>num=25;den=[1425];>>t=0:0.1:10;>>[y,x,t]=step(num,den,t);>>plot(t,y)>>M=((max(y)-1)/1)*100;>>disp(['最大超调量M='num2str(M)'%'])练习4-2.已知
2、系统的开环传递函数为：求出该系统在单位负反馈下的阶跃响应曲线，记录超调量、上升时间、过渡过程时间。解：num1=20;den1=[1836400];[num,den]=cloop(num1,den1);t=0:0.1:10;[y,x,t]=step(num,den,t);plot(t,y)num1=20;den1=[1836400];step(num,den)练习4-3已知系统的传递函数为：+——①求系统的阶跃响应；②阶跃响应曲线线型用“*”号表示；③阶跃响应图应加上横坐标名、纵坐标名和标题名，并加上网
3、格线。解：num1=6.3233*conv([11.4235],[1,1.4235])den1=conv([1100],[1,5])[num,den]=cloop(num1,den1,1)t=0:0.1:10;>>[y,x,t]=step(num,den,t);>>plot(t,y)>>plot(t,y,*)xlabel('t/s')>>ylabel('y')>>title('阶跃响应图')>>grid练习4-4求T1、T2、T3系统的阶跃响应；①将T1、T2、T3系统的阶跃响应图画在同一窗口内；②T1
4、、T2、T3系统的阶跃响应曲线分别用不同的线形和颜色表示；③将‘T1、T2、T3’分别标注在对应的曲线上。解：>>num1=2;den1=[1,2,2];>>num2=[4,2];den2=[1,2,2];>>num3=1;den=[2,3,3,1];>>t=0:0.1:10;>>[y1,x1,t]=step(num1,den1,t);>>[y2,x2,t]=step(num2,den2,t);>>[y3,x3,t]=step(num3,den3,t);>>plot(t,y1,'r-',t,y2,'k*
5、',t,y3,'g.')>>gtext('T1')>>gtext('T2')>>gtext('T3')练习4-5一个系统的状态空间描述如下：①求出G（S）=Y（S）/U（S）；②绘制该状态方程的单位阶跃响应曲线。解：>>A=[-1-1;6.5,0];B=[11;10];>>C=[10;01];D=zeros(2,2);>>[num,den]=ss2tf(A,B,C,D,1);>>printsys(num,den)num(1)/den=1s-1---------------s^2+1s+6.5num(2)
6、/den=s+7.5---------------s^2+1s+6.5>>step(A,B,C,D)练习4-6典型二阶欠阻尼系统的传递函数为：极点位置：式中：①设ωa=1,σ=0.5,1,5,求阶跃响应；②设σ=1,ωa=0.5,1,5，求阶跃响应；③设：求阶跃响应；④设求阶跃响应；⑤阶跃响应对应的时间：t=0至t=10，分析参数变化（增加、减少与不变）对阶跃响应的影响。解：1)>>wa=1;zeta=[0.5,1,5];figure(1);holdon>>fork=zeta;num=(wa^2+k^2
7、);den=[1,2*k,wa^2+k^2];step(num,den);end;>>holdoff2)>>w=[0.5,1,5];a=1;figure(1);holdon>>forw=wanum=(wa^2+a^2);den=[1,2*a,wa^2+a^2];step(num,den)end;>>holdoff3)>>w=[2^0.5/2,2^0.5,5/2^0.5];zeta=1/2^0.5;>>figure(1);holdon>>forwn=wnum=wn.^2;den=[1,2*zeta*wn,
8、wn.^2];step(num,den)end;>>holdoff4)>>wn=2^0.5;zeta=[3^0.5/2,2^0.5/2,1/2];>>figure(1);holdon>>fork=zetanum=wn.^2;den=[1,2*k*wn,wn.^2];step(num,den)end;>>holdoff5)答：wn越大，响应速度越快；阻尼系数越小超调量越大，上升时间越短
