实验一二阶系统时域响应特性的实验研究

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1、颅劣卩传显工：U學晓ChengduUniversityofInformationTechnology2012-2013学年第1学期院另1」：控制工程学院课程名称：自动控制原理A实验名称：二阶系统时域响应特性的实验研究实验教室：6111指导教师：巨辉小组成员（姓名，学号）：邱满冈I」2011071073实验H期：2013年11月13日评分：一、实验冃的：1、学习并掌握利用MATLAB编程平台进行控制系统时域仿真的方法。2、通过仿真实验研究并总结二阶系统参数（叫$）对时域响应特性影响的规律。3、通过仿真实验研究并总结二阶系统附加一个极点和一个零

2、点对时域响应特性影响的规律。二、实验任务及要求：实验任务：1、自行选择二阶系统模型及参数，设计实验程序及步骤，仿真研究二阶系统参数（叫，：）对系统时域响应特性的影响；根据实验结杲，总结影响的规律。2、研究二阶系统分别附加一个极点、一个零点后对系统时域响应特性的影响；根据实验结果，总结影响的规律。实验要求：1、分别选择不少于六个叫和：（代表四种阻尼状态）取值，仿真二阶系统的阶跃（或脉冲）响应。通过仿真图展示参数叫，：对时域响应的影响。不同叫和：变化分别仿真于两幅图中。通过图解法获得两图中的时域响应指标，并进行比较，总结出二阶系统参数变化对时域

3、系统响应特性影响的规律。2、分別选择不少于六个取值的附加零点、极点，仿真二阶系统的阶跃（或脉）响应，将响应曲线分别仿真于两幅图屮，并与无零、极点响应比较。通过图解法获得两图屮的时冲域指标，并进行比较，总结出二阶系统附加零点、极点对时域系统响应特性影响的规律。3、以上仿真及图形绘制全部采用MATLAB平台编程完成。三、涉及实验的相关情况介绍（包含实验软件、实验设备、实验方案设计等情况人构建一个二阶系统，T（s）=，,丁+2心+©1)研究当®=3是定值，改变观察：的变化对系统时域性能的影响；$取值取0.1、0.3、0.5、0.7、1、2用mat

4、lab软件进行仿真实验;2)研究当：是定值，改变观察©的变化对系统时域性能的影响；©取值取0.5、1、1.5、3、5、7用matlab软件进彳亍仿真实验;3)□、（❻爲/q）（$+q）T（$）=r4nQO.5,©=1大小不变增加不同的零点观察实验结果%）=（冲2点心莉°八厂丿了=0.5,©=1大小不变增加不同的极点观察实验结果四、实验结果(含实验仿真程序、仿真曲线、数据记录表格及实验规律分析与总结等，可附页):(一)研究当5=3是定值，改变G观察：的变化对系统时域性能的影响；%观察：的变化对系统时域性能的影响1、程序%wn=3,zeta=0

5、.1,0.3,0.5,0.7,1.0,2.0t=[0:0.1:12];num=[9];zctal=0.1;dcnl=[13*2*zetal9];zeta2=0.2;den2=[13*2*zeta29];zeta3=O.3;den3=[13*2*zeta39];zeta4=0.7;den4=[13*2*zeta49];zeta5=1.0;den5=[l3*2*zeta59];zeta6=2.0;den6=[13*2*zeta69];[yl,x,t]=step(nuni,denl,t);[y2,x,t]=step(num,den2,t);[y3

6、,x,t]=step(num,den3,t);[y4,x,t]=step(num,den4,t);[y5,x,t]=step(num,den5,t);[y6,x,t]=step(num,den6,t);figure(2);plot(t,y1,t,y2,t,y3,t,y4,t,y5,t,y6)ylabel(omega_nt'),xlabel(,Y(t)')title(zeta=0.1,0.2,0.4,0.7,1.0,20),grid2、图形(仿真曲线)3、表格0.10.20.30.71.03.0超调量0.7220.5240.3720.04

7、6峰值时间1.11.11.11.42.56.5调节时间13.36.74.41.52.36.24、结论(了的变化，按照，0<了1变化时规律，和<>1总结规律；©由小到大)©恒为3当0<<<1时，超调量随着$增大而减小，峰值时间逐渐变大，调节时间逐渐减小当<>1时，无超调量，峰值时间逐渐增大，调节时间逐渐增大响应速度变慢(-)研究当^=0.5是定值，改变©,观察©的变化对系统时域性能的影响；©取值取0.5、1、1.5、3、5、7用matlab软件进行仿真实验；1.试验程序%wn=0.511.5357,zeta=0.5t=[0:0.1:20);w

8、l=0.1;denl=[1wlwl*wl];numl=[wl*wl];w2=0•3;den2=[1w2w2*w2];num2=[w2*w2];w3=0•5;den3=[1w3w3