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控制工程第二次实验
ZHEJIANGNORMALUNIVERSITY
机械控制工程基础实验报告
学院工学、职业技术教育学院
班级
姓名陈浩浩
学号
、实验目的和要求
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s对二阶系统性能的影响。
3•初步了解SIMULINK功能模块的使用方法。
4.通过观察典型环节在单位阶跃信号作用下的动态特性,加深对各典型环节响应曲线的理解。
5.定性了解各参数变化对典型环节动态特性的影响。
二、实验内容
2
G(s)二
s+3s+7
432
s4s6s4s1
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「n=2(rad/s),'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-p,tr,tp,ts,ess
2)绘制出当=0.25,n分别取1,2,4,6时单位阶跃响应曲线,分析参数n对系统的影
响。
3.系统的特征方程式为2s4s33s25s1^0,试判别该系统的稳定性。
4.按下列各典型环节的传递函数,建立相应的SIMULINK仿真模型,观察并记录其单位阶跃响应波形。
1比例环节G1(s)=1和G1(sH2;
一11
2惯性环节G^s)二一和G2(s)——
s+10.5s+1
3积分环节G1(s)=^s
4微分环节Gi(s)=s
5比例+微分环节(PDG,s)二s2和G2(s^s1
6比例+积分环节(PI)G1(s^^1^和G2(s)
三.实验结果与分析
1.求以学号后两位为时间常数的一阶惯性环节的单位脉冲、单位阶跃、单位速度、单位加速度响应。
(1)单位阶跃:
clear,clc
Gs=tf(1,[71]);
step(Gs)
grid
(2)单位脉冲:
clear,clcGs=tf(1,[71]);impulse(Gs)grid
ImpureResponse
10152Q2S3035钾45SO
Tine|seconds)
2
02'
c
(3)单位速度:
Gs=tf(1,[710]);
step(Gs)grid
3000
SlepResponse
OD
23
Timeiseconds;
(4)单位加速度:
clear,clc
Gs=tf(1,[7100]);step(Gs)grid
4.5
StepResponse
1000
20DD
3000
Timeiseconds;
2.对典型二阶系统
G(s)二
1)分别绘出r=6(rad/s),分别取0.1,0.2,0.9,1.0和2.0时的单位阶跃响应和单位脉冲
响应曲线;
2)绘制出当=0.7,-n分别取2,4,6,8,10,12rad/s时的单位阶跃和单位脉冲响应曲线
(1)单位阶跃曲线
wn=7;
zeta=[0.1,0.2,0.9,1.0,2.0];
figure
(1);
holdon
forI=zeta
num=wn.A2;
den=[1,2*l*wn,wn42];
step(num,den);
end
title('单位阶跃曲线’);
吕n三duv
单位盼跃响应曲线
4567S
Time(seconds}
wn=7;
zeta=[0.1,0.2,0.9,1.0,2.0];
figure
(1);
holdon
forI=zeta
num=wn.A2;
den=[1,2*l*wn,wn42];
impulse(num,den);
end
title('单位脉冲响应曲线');
⑵
单位脉冲响应曲线
w=[2:
2:
12];;
zeta=0.7;
figure
(1);
holdon
forwn=w
num=wn.A2;
den=[1,2*l*wn,wn42];step(num,den);
end
title('单位脉冲响应曲线');
w=[2:
2:
12];
zeta=0.7;
figure
(1);
holdon
forwn=w
num=wn.A2;
den=[1,2*l*wn,wn42];
impulse(num,den);
end
title('单位脉冲响应曲线');
46810
Timeiseconds;
5
寻n三dtuv
3.画出以学号后两位为固有频率和以(班级号*1/10、班级号*1/5)为阻尼比,以及以(班级号*1/20)为阻尼比与以(学号后两位、2*学号后两位)为固有频率的振荡环节的SIMULINK仿真模型,并记录单位阶跃响应波形,并分析参数对响应曲线的影响。
Wn=7
Z=0.30.60.15f=714
>simout
ToWortspaoc
250
厶9S26€
TransferPen
256
宀4*2»
TraniferFen:
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