实验四线性控制系统的时域响应分析

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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：C(S)_25R(S)一S?+4S+25求该系统的阶跃响应曲线,记录超调量、上升时I'可、过渡过程时I'可。解：»num=25;den=[l425];»t=0:0.1:10;»[y,x,t]=step(num,den,t)；»plot(t,y)»M=((max(y)-!)/!)*!00;»disp(『最大超调量M=,num2str(M)‘％‘])1.41.2System:sysPeakamplitude:1.25spo

2、nseOvershoot(%):25.4Attime(sec):0.69■I、System:sysSettlingTime(sec):1.68System:sysFinalValue:1System:sysRiseTime(sec):0.294I0.511

3、二step(num,den,t);plot(t,y)numl=20;denl=[l836400];stcp(num,den)StepResponse1.4System:sysSystem:sysFinalValue:1Peakamplitude:1.03Overshoot(%):2.55Attime(sec):5.76System:sys①pn一一-dluvRiseTime(sec):2.6545Time(sec)练习4・3己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；①阶跃响应图应加上横坐标名、纵坐标名和标题名，并加上网格线。解：num1=6.3233*conv([1

4、1.4235],fl,1.4235])denl=conv([l100],[1,5])lnum,denj=cloop(num1,den1,1)t=0:0.1:10;»[y,x»t]=step(num,den,t);»plot(t,y)»plot(t,y,*)xlabelCt/s*)»ylabel('y')»titled阶跃响应图J»grid练习4-4求Tl、T2、T3系统的阶跃响应；①将Tl、T2、T3系统的阶跃响应图画在同一窗口内；②Tl、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'Tl、T2、T3'分别标注在对应的曲线上。二2丁二歳+2T1屛+2$+22s'+2$+232s

5、'+3$2+3$+1解：»numl=2;denl=[l,2,2];»num2=[4,2];den2=L1,2,2];»num3=1;den=[2,3,3»11；»t=0:0.1:10;»[yl,xl,t]=step(num1,den1,t)；»[y2,x2,t]二step(num2,den2,t);»[y3,x3,t]=step(num3,den3,t)；»plot(t,yl,W,t,y2,y,t,y3，M)»gtextCTl')»gtext('T2')»gtext(T3*)012345678910练习4・5—个系统的状态空间描述如下:u}1-16.500①求出G(S)=Y(S)/U(S)；②

6、绘制该状态方程的单位阶跃响应曲线。解：»A=[-l-1;6.5,0];B=[l1;10];»C=[l0;01];D二zeros(2,2);>>[num,den]=ss2tf(A,B,C,D,1);>>printsys(num,den)num(l)/dens2+1s+6.5num(2)/den=s+7.5s2+ls+6.5»step(A,B,C,D)StepResponse3芍odH(L=n061opn-一-dlu

7、：S=-（j±jcoa.o=他；（oa=ed疋=cos（&）①设3a=l,O二0.5,1,5，求阶跃响应；②设o=1,3a=0.5,1,5,求阶跃响应；①设：^=Al2，©”/2求阶跃响应；，“，5/血①设叽=近&=30。45°60°求阶跃响应；②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=l;zeta二[0.5,1,5];figure