实验四 线性控制系统的时域响应分析.docx
- 文档编号:9671809
- 上传时间:2023-02-05
- 格式:DOCX
- 页数:13
- 大小:370.93KB
实验四 线性控制系统的时域响应分析.docx
《实验四 线性控制系统的时域响应分析.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《实验四 线性控制系统的时域响应分析.docx(13页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
实验四线性控制系统的时域响应分析
实验四线性控制系统的时域响应分析
一、实验目的
1、熟悉MATLAB有关命令的用法;
2、用MATLAB系统命令对给定系统进行时域分析;
二、实验内容
求连续系统的单位阶跃响应有关命令的用法:
命令格式:
[y,x,t]=step(num,den)
[y,x,t]=step(num,den,t)
[y,x,t]=step(A,B,C,D)
[y,x,t]=step(A,B,C,D,iu)
[y,x,t]=step(A,B,C,D,iu,t)
练习4-1.给定系统的传递函数如下:
求该系统的阶跃响应曲线,记录超调量、上升时间、过渡过程时间。
num=25;
>>den=[1425];
>>t=0:
0.1:
10;
>>[y,x,t]=step(num,den,t);
>>plot(t,y)
Step(num,den)
M=((max(y)-1)/1)*100;
>>disp(['最大超调量M='num2str(M)'%'])
最大超调量M=25.3177%
练习4-2.已知系统的开环传递函数为:
求出该系统在单位负反馈下的阶跃响应曲线,记录超调量、上升时间、过渡过程时间。
num=20;den=[1836400];[num,den]=cloop(num,den);
>>t=0:
0.1:
10;[y,x,t]=step(num,den,t);plot(t,y)
>>M=((max(y)-1)/1)*100;disp(['最大超调量M='num2str(M)'%'])
最大超调量M=2.5546%
>>step(num,den)
练习4-3已知系统的传递函数为:
+
——
1求系统的阶跃响应;
s=tf('s');
gs=(6.3233*(s+1.4235)*(s+1.4235))/(s*s*(s+1)*(s+5));
num=[6.3231812.81];
den=[16500];
[num,den]=cloop(num,den);
t=0:
0.1:
10;[y,x,t]=step(num,den,t);plot(t,y)
2阶跃响应曲线线型用“*”号表示;
plot(t,y,’*’)
3阶跃响应图应加上横坐标名、纵坐标名和标题名,并加上网格线。
title('阶跃响应图');
xlabel('t');
ylabel('y');
set(gca,'xgrid','on');
set(gca,'ygrid','on');
练习4-4求T1、T2、T3系统的阶跃响应;
1将T1、T2、T3系统的阶跃响应图画在同一窗口内;
num1=2;den1=[122];
num2=[42];den2=[122];
num3=1,den3=[2331];
t=0:
0.1:
10;[y1,x1,t1]=step(num1,den1,t1);subplot(1,3,1);plot(t1,y1);
holdon;
[y2,x2,t2]=step(num2,den2,t1);subplot(1,3,2);plot(t2,y2);
holdon;
[y3,x3,t3]=step(num3,den3,t1);subplot(1,3,3);plot(t3,y3)
2T1、T2、T3系统的阶跃响应曲线分别用不同的线形和颜色表示;
num1=2;den1=[122];
num2=[42];den2=[122];
num3=1,den3=[2331];
t=0:
0.1:
10;[y1,x1,t1]=step(num1,den1,t1);subplot(1,3,1);plot(t1,y1,'r');
holdon;
[y2,x2,t2]=step(num2,den2,t1);subplot(1,3,2);plot(t2,y2);plot(t1,y1,'b');
holdon;
[y3,x3,t3]=step(num3,den3,t1);subplot(1,3,3);plot(t3,y3);plot(t1,y1,'g')
3将‘T1、T2、T3’分别标注在对应的曲线上。
num1=2;den1=[122];
num2=[42];den2=[122];
num3=1,den3=[2331];
t=0:
0.1:
10;[y1,x1,t1]=step(num1,den1,t1);subplot(1,3,1);plot(t1,y1,'r');
title('T1');
holdon;
[y2,x2,t2]=step(num2,den2,t1);subplot(1,3,2);plot(t2,y2);plot(t1,y1,'b');
title('T2');
holdon;
[y3,x3,t3]=step(num3,den3,t1);subplot(1,3,3);plot(t3,y3);plot(t1,y1,'g');
title('T3');
练习4-5一个系统的状态空间描述如下:
1
求出G(S)=Y(S)/U(S);
A=[-1-1;6.50];
B=[11;10];
C=[10;01];
D=[00;00];
[num,den]=ss2tf(A,B,C,D,1);
printsys(num,den)
num
(1)/den=
1s-1
---------------
s^2+1s+6.5
num
(2)/den=
s+7.5
---------------
s^2+1s+6.5
绘制该状态方程的单位阶跃响应曲线。
t=0:
0.1:
10;
[y,x,t]=step(num,den);plot(t,y)
练习4-6典型二阶欠阻尼系统的传递函数为:
极点位置:
式中:
1设ωa=1,σ=0.5,1,5,求阶跃响应;
wa=1;zeta=[0.5,1,5];figure
(1);holdon
fork=zeta;num=wa.^2+k.^2;den=[12*kwa.^2+k.^2];
step(num,den);
end
2设σ=1,ωa=0.5,1,5,求阶跃响应;
zeta=1;wa=[0.5,1,5];figure
(1);holdon
fork=wa;num=k.^2+zeta.^2;den=[12*zetak.^2+zeta.^2];
step(num,den);
end
3
:
求阶跃响应;
zeta=1/(2.^0.5);wn=[(2.^0.5)/2,2.^0.5,5/(2.^0.5)];figure
(1);holdon
fork=wn;num=k.^2;den=[12*k*zetak.^2];
step(num,den);
end
求阶跃响应;
wn=2.^0.5;
r1=pi/6;
r2=pi/4;
r3=pi/3;
zeta1=cos(r1);zeta2=cos(r2);zeta3=cos(r3);
fork=zeta1;
num=wn.^2;den=[12*k*wnwn.^2];
step(num,den);
holdon;
end
fork=zeta2;
num=wn.^2;den=[12*k*wnwn.^2];
step(num,den);
holdon;
end
fork=zeta3;
num=wn.^2;den=[12*k*wnwn.^2];
step(num,den);
end;
⑤阶跃响应对应的时间:
t=0至t=10,分析参数变化(增加、减少与不变)对阶跃响应的影响。
从t=0至t=10时刻,参数先增加后减少并趋于稳定,对于阶跃响应来讲,参数逐渐趋于稳定。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 实验四 线性控制系统的时域响应分析 实验 线性 控制系统 时域 响应 分析
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)