控工实验指报告.docVIP

实验一 控制系统时间响应分析 注意：进入实验室前的要求 学习教材1-101和397-405页内容。 实验目的 学习并掌握Matlab控制系统时间响应分析的简单使用方法； 掌握控制系统时间相应的分析方法； 掌握控制系统时间响应的性能指标。 实验仪器系统 安装有matlab软件的计算机实验系统。 实验内容 一阶系统和二阶系统在单位脉冲、单位阶跃和单位斜坡作用下的响应分析。 1）一阶系统形式 A=2n+1;n=0,1,2,…9 2）二阶系统形式 A=2n+1;n=0,1,2,…9 实验步骤 打开matlab 建立***.m文件 (***为你的姓名汉语拼音（姓前名后，中间无空格）、班号和学号（学号取两位）,中间用_连接。如电信0401班1号赵蕊文件名为：zhaorui_0401_01) 编制程序 （主要指令：tf、step、impulse； 注释用“%”开头） 运行所编制程序 运行结果记录（存储） 存储所编制程序 实验结果分析和实验报告（即分析系统响应快速性、振荡性与系统参数的关系） 一阶系统单位脉冲输入 A 1 3 5 7 9 T 0.1 0.3 0.5 0.7 0.9 ts(2%) 0.391 1.17 1.96 2.73 3.53 ts(5%) 0.3 0.901 1.5 2.1 2.7 ts(2%)计算方法：求出初始值，如为w，则求2%w对应时间即为所求；ts(5%)类似 实验程序： clear all close all for i=1 n=i-1; A=2*n+1; %满足A=2n+1；n=0,1,2,3,4,5,6,7,8,9% Gs=tf(4,[A,10]); %tf（）代表传递函数的形式描述系統% %其中：前项代表：num=[b1,b2,…… bm，bm+1]表示分子多项式系数 %其中：后项代表：den=[a1,a2,……an，an+1] 表示分母多项式系数 t=0:0.01:100; num=[0,0,0,4]; %表示分子多项式系数 den=[A,10]; %表示分子多项式系数 figure(1) %创建窗口句 impulse(Gs); %脉冲响应 hold on; %保持当前所绘图形和特定的轴对象属性，使得后面的绘图命令作用于当前已存在的图中 figure(2) %创建窗口 step(Gs); %阶跃响应 hold on; figure(3) step(num,den,t); %单位斜坡响应 hold on; end 实验结果分析：（总结系统性能如何随时间常数变化） 随时间常数增大，放大倍数减小。 2) 一阶系统单位阶跃输入 A 1 3 5 7 9 T 0.1 0.3 0.5 0.7 0.9 ts(2%) 0.38 1.17 1.95 2.72 3.52 ts(5%) 0.299 0.898 1.5 2.1 2.7 实验程序： for i=1:10 n=i-1; A=2*n+1; Gs=tf(9,[A,11,20]); t=0:0.01:100; num=[0,0,0,9]; den=[A,11,20,0]; figure(4) impulse(Gs); hold on; figure(5) step(Gs); hold on; figure(6) step(num,den,t); hold on; end 实验结果分析：（总结系统性能如何随时间常数变化） 随时间常数增大，放大倍数增大。 3) 二阶系统单位脉冲输入 A 1 3 5 7 9 T 0.2336 0.3873 0.5 0.5916 0.6708 ξ 1.2298 0.71 0.55 0.4648 0.4099 ωn 4.4721 2.582 2 1.6903 1.4907 ts(2%) 2.05 2.74 3.51 5.58 6.49 ts(5%) 1.65 1.97 3.24 384 5.83 实验结果分析：（总结系统性能如何随系统参数变化） 随时间常数增加，函数先下降再震荡并稳定在一个定值。 4) 二阶系统单位阶跃输入 A 1 3 5 7 9 T 0.2336 0.3873 0.5 0.5916 0.6708 ξ 1.2298 0.71 0.55 0.4648 0.4099 ωn 4.4721 2.582 2 1.6903 1.4907 tr 1.007 1.091 1.12 1.21 1.