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1、武汉工程大学实验报告专业建筑节能班号一班组别指导教师陈艳菲姓名陈尚海同组者实验名称线性系统的时域响应和根轨迹实验日期2012-11-8第一次实验一、实验目的二、实验内容三、实验结果及分析四、实验心得与体会实验一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
2、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）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num=[00137];den=[14641];step
3、(num,den)gridtitle('Unit_stepRespinseofG(s)=(s^2+3s+7)/(s^4+4s^3+6s^2+4s+1)')num=[000137];den=[146410];impulse(num,den)gridtitle('Unit_impulseResponseofG(s)=(s^2+3s+7)/s^4+4s^3+6s^2+4s+1)')num=[004];den1=[104];den2=[114];den3=[124];den4=[144];den5=[184];t=0:0.1:
4、10;step(num,den1,t)gridtext(1.9,1.7,'Zeta=0');holdstep(num,den2,t)text(1.6,1.4,'0.25')step(num,den3,t)text(2,1.2,'0.5')step(num,den4,t)text(2,0.9,'1.0')step(num,den5,t)text(2,0.6,'2.0')title('Step-ResponseCurvesforG(s)=4/[s^2+4(zeta)s+4]')σp=42%,tr=0.95tp=1.62ts
5、=6ess=0ζ越大，超调量越小，响应的平稳性越好。过阻尼状态下，系统响应迟缓。num1=[001];den1=[10.51];t=0:0.1:10;step(num1,den1,t);grid;holdontext(3,1.4,'wn=1')num2=[004];den2=[114];step(num2,den2,t);holdontext(1.6,1.4,'wn=2')num3=[0016];den3=[1216];step(num3,den3,t);holdontext(0.8,1.4,'wn=4')num4=[
6、0036];den4=[1336];step(num4,den4,t);holdontext(0.5,1.4,'wn=6')text(0.5,1.4,'wn=6')当阻尼比保持不变时，wn越大，调节时间越短，快速性越好。>>roots([2,1,3,5,10])ans=0.7555+1.4444i0.7555-1.4444i-1.0055+0.9331i-1.0055-0.9331i>>den=[2,1,3,5,10];[r,info]=routh(den)r=2.00003.000010.00001.00005.00
7、000-7.000010.000006.42860010.000000info=所判定系统有2个不稳定根!>>den=[1,12,69,198,210];[r,info]=routh(den)r=1.000069.0000210.000012.0000198.0000052.5000210.00000150.000000210.000000info=所要判定系统稳定!>den=[1,12,69,198,300];[r,info]=routh(den)r=1.000069.0000300.000012.0000198.0
8、000052.5000300.00000129.428600300.000000info=所要判定系统稳定!>>den=[1,12,69,198,800];[r,info]=routh(den)r=1.000069.0000800.000012.0000198.0000052.5000800.0000015.142900800.0
