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1、机械工程控制基础目录第一篇编程练习第一章系统的时间响应分析2利用MATLAB分析时间响应2一、用MATLAB分析时间响应2二、利用MATLAB求系统的瞬态性能指标5第二章系统的频域特性分析7利用MATLAB分析频域特性7一、利用MATLAB绘制Nyqusit图7二、利用MATLAB绘制Bode图8三、利用MAELAB求系统的频域特征量10第三章系统的稳定性11利用MATLAB分析系统的稳定性11一、利用MATLAB求系统的特征根11二、利用MATLAB分析系统的相对稳定性11第四章系统的性能指标和校正13利用MATLAB设计
2、系统校正13第二篇编程任务编程任务16第三篇Simnlink编写练习Simnlink编写练习2121机械工程控制基础第一篇编程练习第一章系统的时间响应分析利用MATLAB分析时间响应一、用MATLAB分析时间响应在MATLAB中，可以用impluse函数、step函数和lsim函数对线性连续系统的时间响应进行仿真计算。其中impluse函数用于生成单位脉冲响应；step函数用于生成单位阶跃响应；lsim函数用于生成任意输入的时间响应。有关的说明分别以图1.1.1、图1.1.2、图1.1.3所示。t：仿真时间区段（可选）Sys
3、：由tf，zpk或ss建立的模型y：输出相应x：状态响应（仅用于状态空间模型）t：仿真时间区段（可选）Sys：由tf，zpk或ss建立的模型y：输出相应x：状态响应（仅用于状态空间模型）图1.1.1impluse函数图1.1.2step函数21机械工程控制基础t：仿真时间区段（可选）Sys：由tf，zpk或ss建立的模型y：输出相应x：状态响应（仅用于状态空间模型）图1.1.3lism函数【例】系统的传递函数为求系统在时间常数不同取值时的单位脉冲响应、单位阶跃响应、任意输入的时间响应。令，应用impluse函数可以生成单位脉
4、冲响应；应用step函数可以生成单位阶跃响应；应用lsim函数可以生成任意输入的时间响应。【源代码1】t=[0:0.01:0.8];%仿真时间区段%%nG=[50];tao=0;dG=[0.051+50*tao50];G1=tf(nG,dG);tao=0.0125;dG=[0.051+50*tao50];G2=tf(nG,dG);%三种tao值下的系统模型%tao=0.025;dG=[0.051+50*tao50];G3=tf(nG,dG);%[y1,T]=impulse(G1,t);[y1a,T]=step(G1,t);[
5、y2,T]=impulse(G2,t);[y2a,T]=step(G2,t);%系统响应%[y3,T]=impulse(G3,t);[y3a,T]=step(G3,t);%subplot(121),plot(T,y1,'--',T,y2,'-.',T,y3,'-');legend('tao=0','tao=0.0125','tao=0.025')xlabel('t(sec)'),ylabel('x(t)'),gridon;%生成图形%subplot(122),plot(T,y1a,'--',T,y2a,'-.',T,y3a,
6、'-');legend('tao=0','tao=0.0125','tao=0.025')gridon;xlabel('t(sec)'),ylabel('x(t)');21机械工程控制基础【生成的图形1】图1.1.4单位脉冲响应曲线（左）和单位阶跃响应曲线（右）【源代码2】%t=[0:0.01:1];u=sin(2*pi.*t)%仿真时间区段和输入%%tao=0.025;nG=[50];dG=[0.051+50*tao50];G=tf(nG,dG);%求系统模型%%y=lsim(G,u,t);%求系统响应%%plot(t,u
7、,'--',t,y,'-',t,u'-y,'-.','linewidth',1)legend('u(t)','xo(t)','e(t)')%产生图形%gridon;xlabel('t(sec)'),ylabel('x(t)');【生成的图形2】21机械工程控制基础图1.1.5任意输入的时间响应及误差曲线图形一、利用MATLAB求系统的瞬态性能指标在求出系统的单位阶跃响应后，根据系统瞬态性能指标的定义，可以得到系统的上升时间、峰值时间、最大超调量和调整时间等性能指标。【源代码3】t=0:0.001:1;yss=1;dta=0.
8、02;%设定仿真时间段和误差限%%nG=[50];tao=0;dG=[0.051+50*tao50];G1=tf(nG,dG);tao=0.0125;dG=[0.051+50*tao50];G2=tf(nG,dG);tao=0.025;dG=[0.051+50*tao50];G3=tf(n
