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《自动控制原理_线性系统时域响应分析报告》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、武汉工程大学实验报告专业班号组别指导教师姓名学号实验名称线性系统时域响应分析一、实验目的1．熟练掌握step()函数和impulse()函数的使用方法，研究线性系统在单位阶跃、单位脉冲及单位斜坡函数作用下的响应。2．通过响应曲线观测特征参量和对二阶系统性能的影响。3．熟练掌握系统的稳定性的判断方法。二、实验内容1．观察函数step()和impulse()的调用格式，假设系统的传递函数模型为可以用几种方法绘制出系统的阶跃响应曲线？试分别绘制。2．对典型二阶系统1）分别绘出，分别取0,0.25,0.5,1.0和2.0时的单位阶跃响应曲线，分析参数对系统的影响，并计算=0.25时的时域性能指标
2、。2）绘制出当=0.25,分别取1,2,4,6时单位阶跃响应曲线，分析参数对系统的影响。3．系统的特征方程式为，试用两种判稳方式判别该系统的稳定性。4．单位负反馈系统的开环模型为试用劳斯稳定判据判断系统的稳定性，并求出使得闭环系统稳定的K值范围。三、实验结果及分析1．观察函数step()和impulse()的调用格式，假设系统的传递函数模型为可以用几种方法绘制出系统的阶跃响应曲线？试分别绘制。方法一：用step()函数绘制系统阶跃响应曲线。程序如下：num=[00137];den=[14641];t=0:0.1:10;step(num,den)gridxlabel('t/s'),ylab
3、el('c(t)')title('Unit-stepResponseofG(s)=s^2+3s+7/(s^4+4s^3+6s^2+4s+1)')方法二：用impulse()函数绘制系统阶跃响应曲线。程序如下：num=[000137];den=[146410];t=0:0.1:10;impulse(num,den)gridxlabel('t/s'),ylabel('c(t)')title('Unit-impulseResponseofG(s)/s=s^2+3s+7/(s^5+4s^4+6s^3+4s^2+s)')2．对典型二阶系统1）分别绘出，分别取0,0.25,0.5,1.0和2.0时的
4、单位阶跃响应曲线，分析参数对系统的影响，并计算=0.25时的时域性能指标。程序如下：num=[004];den1=[104];den2=[114];den3=[124];den4=[144];den5=[184];t=0:0.1:10;step(num,den1,t)xlabel('t/s'),ylabel('c(t)')gridtext(1.5,1.7,'Zeta=0');holdstep(num,den2,t)text(1.5,1.5,'0.25')step(num,den3,t)text(1.5,1.2,'0.5')step(num,den4,t)text(1.5,0.9,'1.0
5、')step(num,den5,t)text(1.5,0.6,'2.0')title('Step-ResponseCurvesforG(s)=4/[s^2+4(zeta)s+4]')2）绘制出当=0.25,分别取1,2,4,6时单位阶跃响应曲线，分析参数对系统的影响。程序如下：num1=[001];den1=[10.51];num2=[004];den2=[114];num3=[0016];den3=[1216];num4=[0036];den4=[1336];t=0:0.1:10;step(num1,den1,t);holdongrid;text(3.15,1.4,'wn=1')ste
6、p(num2,den2,t);holdontext(1.75,1.4,'wn=2')step(num3,den3,t);holdontext(0.8,1.4,'wn=4')step(num4,den4,t);holdontext(0.1,1.2,'wn=6')xlabel('t/s'),ylabel('c(t)')title('Step-ResponseCurvesforG(s)=Wn^2/[s^2+0.5(Wn)s+Wn^2]')分析：根据图像可知，在一定时，自然频率越大，则上升时间，峰值时间，调节时间将会越小，但峰值不变。3．系统的特征方程式为，试用两种判稳方式判别该系统的稳定性。方
7、法一：直接求根判稳roots()>>roots([2,1,3,5,10])ans=0.7555+1.4444i0.7555-1.4444i-1.0055+0.9331i-1.0055-0.9331i特征方程的根不都具有负实部，因而系统不稳定。方法二：劳斯稳定判据routh（）r=2.00003.000010.00001.00005.00000-7.000010.000006.42860010.000000info=所判定系统有2个不
