《机械控制理论基础》实验指导书-05.docVIP

控制系统时间响应分析 实验指导书 执笔人：吴吉平 审核人：贺 兵 湖南工业大学机械工程学院 “控制系统时间响应分析”实验指导书 一、 验证性实验 二、 1、 求系统在时间常数τ不同取值时的单位脉冲、单位阶跃响应和任意输入响应，熟悉系统时间响应的定义和图形曲线 2、 求系统的上升时间、峰值时间、最大超调量和调整时间等性能指标，熟悉系统瞬态性能指标的定义。 三、、、 1、求系统在时间常数τ不同取值时的单位脉冲、单位阶跃响应和任意输入响应。 应用impulse函数，可以得到τ=0，τ=0.0125、τ=0.025时系统单位脉冲响应；应用step函数，同样可以得到τ=0，τ=0.0125、τ=0.025时系统单位阶跃响应。 程序举例： t=[0:0.01:0.8]; %仿真时间区段 % nG=[50]; tao=0; dG=[0.05 1+50*tao 50]; G1=tf(nG,dG); tao=0.0125; dG=[0.05 1+50*tao 50]; G2=tf(nG,dG); tao=0.025; dG=[0.05 1+50*tao 50]; G3=tf(nG,dG); %三种τ值下，系统的传递函数模型 % [y1,T]=impulse(G1,t);[y1a,T]=step(G1,t); [y2,T]=impulse(G2,t);[y2a,T]=step(G2,t); [y3,T]=impulse(G3,t);[y3a,T]=step(G3,t); %系统响应 % subplot(121),plot(T,y1,’—‘,T,y2,’-.‘,T,y3,’-‘) legend(‘tao=0’,’tao=0.0125’,’tao=0.025’) xlabel(‘t(sec)’),ylabel(‘x(t)’);grid on; subplot(122),plot(T,y1a,’—‘,T,y2a,’-.‘,T,y3a,’-‘) legend(‘tao=0’,’tao=0.0125’,’tao=0.025’) grid on;xlabel(‘t(sec)’),ylabel(‘x(t)’); %产生图形 对于任意输入，例如正弦输入作用下，应用lsim函数可求得τ=0.025时系统的时间响应及误差曲线。 % t=[0:0.01:1];u=sin(2*pi*t) % 仿真时间区段和输入 % Tao=0.025; nG=[50]; dG=[0.05 1+50*tao 50]; G=tf(nG,dG); %系统传递函数模型 y=lsim(G,u,t); %求系统响应 plot(t,u,’—‘,t,y,’-‘,t,u’-y,’-.’,’linewidth’,1) legend(‘u(t)’,’xo(t)’,’e(t)’) grid; xlabel(‘t(sec)’),ylabel(‘x(t)’); %产生图形 2、求系统的瞬态性能指标 程序举例： t=0:0.001:1; %设定仿真时间区段和误差限 yss=1;dta=0.02; % tao=0; dG=[0.05 1+50*tao 50]; G1=tf(nG,dG); tao=0.0125; dG=[0.05 1+50*tao 50]; G2=tf(nG,dG); tao=0.025; dG=[0.05 1+50*tao 50]; G3=tf(nG,dG); %三种τ值下，系统的传递函数模型 y1=step(G1,t); y2=step(G2,t); y3=step(G3,t); %三种τ值下，系统的单位阶跃响应 % r=1;while y1(r)yss;r=r+1;end tr1=(r-1)*0.001; %τ=0时的上升时间 % [ymax,tp]=max(y1);tp1=(tp-1)*0.001;%峰值时间 % mp1=(ymax-yss)/yss;%最大超调量 % s=1001;while y1(s)1-dtay1(s)1+dta;s=s-1;end ts1=(s-1)*0.001;%调整时间 % r=1;while y2(r)yss;r=r+1;end tr2=(r-1)*0.001;[ymax,tp]=max(y2); tp2=(tp-1)*0.001;mp2=(ymax-yss)/yss; s=1001;while y2(s)1-dtay2(s)1+dta;s=s-1;end ts2=(s-1)*0.001;% τ=0.0125的性能指标 % r=1;while y3(r)yss;r=r+1;end tr3=(r-1)*0.001;[ymax,tp]=max(y3); tp3=(tp-1)*0.001;mp3=(ymax