MATLAB 实验四报告.docVIP

实验四 线性控制系统的时域响应分析 实验目的 熟悉MATLAB有关命令的用法； 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。 结果： num=[25]; den=[1 4 25]; step(num,den) grid 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。 结果： num=[20]; den=[1 8 36 40 0]; [numc,denc]=cloop(num,den,-1); step(numc,denc) 练习4-3 已知系统的传递函数为： 求系统的阶跃响应； 阶跃响应曲线线型用“*”号表示； 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。 结果： G1=tf([6.3233 6.3233*2*1.4235 1.4235*1.4235*6.3233 ],[1 0]); G2=tf([1],[1 1 10 0]); sys1=series(G1,G2); sys=feedback(sys1,-1); [y,t,x]=step(sys) plot(t,y,*); xlabel(time); ylabel(y); title(响应); grid 练习4-4 求T1、T2、T3系统的阶跃响应； 将 T1、T2、T3系统的阶跃响应图画在同一窗口内； T1、T2、T3系统的阶跃响应曲线分别用不同的线形和颜色表示； 将‘T1、T2、T3’分别标注在对应的曲线上。 结果： G1=tf(2,[1 2 2] ); G2=tf([4 2],[ 1 2 2]); G3=tf(1,[2 3 3 1]); [y1,t,x]=step(G1) [y2,t,x]=step(G2) [y3,t,x]=step(G3) plot(t,y1,r+,t,y2,g*,t,y3,b*) gtext(T1) gtext(T2) gtext(T3) grid 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）； ②绘制该状态方程的单位阶跃响应曲线。 结果： a=[-1,-1;6.5,0]; b=[1,1;1,0]; c=[1,0;0,1]; d=[0,0;0,0]; step(a,b,c,d) step(a,b,c,d) 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； 结果： w1=1; q=[0.5,1,5]; for j=1:3 num=w1^2+q(j)^2; den=[1 2*q(j) w1^2+q(j)^2]; s1=tf(num,den); step(s1); hold on end gtext(q=0.5); gtext(q=1); gtext(q=5); ②设σ=1 , ωa=0.5,1,5 ，求阶跃响应； 结果： w1=[0.5,1,5]; q=1; for j=1:3 num=w1(j)^2+q^2; den=[1 2*q w1(j)^2+q^2]; s1=tf(num,den); step(s1); hold on end gtext(w1=0.5); gtext(w1=1); gtext(w1=5); ③设： 求阶跃响应； 结果： a=1/sqrt(2); b=[sqrt(2)/2,sqrt(2),5/sqrt(2)]; for j=1:3 num=b(j)^2; den=[1 2*a*b(j) b(j)^2]; s1=tf(num,den); step(s1);hold on end gtext(b=sqrt(2)/2); gtext(b=sqrt(2)); gtext(b=5/sqrt(2)); ④设 求阶跃响应； 结果： a=sqrt(2); b=[pi/6,pi/4,pi/3]; for j=1:3 c=cos(b(j)); num=a^2; den=[1 2*c*a a^2]; s1=tf(num,den); step(s1);hold on end gtext(b=pi/6); gtext(b=p