基于某matlab地二阶动态系统特性分析报告.docVIP

实用文案 标准文档 测控技术基础课程设计 设计题目： 基于matlab的二阶动态系统特性分析 姓 名： 学 号： 专 业： 机械电子 班 级： 指导教师： 2014年 6月 26日---年 6月 26日 目 录 二阶系统的性能指标 1.1 一般系统的描述 1.2 二阶系统的性能指标 二阶系统基于matlab的时域分析 2.1 用matlab求二阶系统的动态性能指标 2.2 二阶系统的动态响应分析 2.2.1 二阶系统的单位阶跃响应与参数的关系 2.2.2 二阶系统的单位阶跃响应与参数的关系. 第三章 设计体会 参考文献 二阶系统的性能指标 1.1. 一般系统的描述 凡是能够用二阶微分方程描述的系统称为二阶系统。从物理上讲，二阶系统包含两个独立的储能元件，能量在两个元件之间交换，是系统具有往复震荡的趋势。当阻尼比不够充分大时，系统呈现出震荡的特性，所以，二阶系统也称为二阶震荡环节。很多实际工程系统都是二阶系统，而且许多高阶系统在一定条件下也可以简化成为二阶系统近似求解。因此，分析二阶系统的时间相应具有重要的实际意义。 传递函数可以反映系统的结构参数，二阶系统的典型传递函数是： 其中，为二阶系统的无阻尼固有频率，称为二阶系统的阻尼比。 1.2. 二阶系统的性能指标 系统的基本要求一般有稳定性、准确性和快速性这三个指标。系统分析及时对这三个指标进行分析。建立系统的数学模型后，就可以用不同的方法来分析和研究系统，以便于找出工程中需要的系统。在时域内，这三个方面的性能都可以通过求解描述系统的微分方程来获得，而微分方程的解则由系统的结构参数、初始条件以及输入信号所决定。 上升时间：当系统的阶跃响应第一次达到稳态值的时间。上升时间是系统 响应速度的一种度量。上升时间越短，响应速度越快。 峰值时间:系统阶跃响应达到最大值的时间。最大值一般都发生在阶跃响应的第一个峰值时间，所以又称为峰值时间。 调节时间：当系统的阶跃响应衰减到给定的误差带内，并且以后不再超出给定的误差带的时间。 最大超调量:相应曲线的最大峰值与稳态值的差称为最大超调量，即 或者不以百分数表示，则记为 最大超调量反映了系统输出量在调节过程中与稳态值的最大偏差，是衡量系统性能的一个重要的指标。 在实际应用中，常用的动态性能指标多为上升时间、调节时间和超调量。通常，用或评价系统的响应速度；用评价系统的阻尼程度；而是同时反映响应速度和阻尼程度的综合性能指标。 二阶系统基于matlab的时域分析 2.1. 用matlab求二阶系统的动态性能指标 已知二阶系统的传递函数为： 编写matlab程序求此系统的性能指标 clc,clear num=[2.7]; den=[1,0.8,0.64]; t=0:0.01:20; step(num,den,t); [y,x,t]=step(num,den,t) ; %求单位阶跃响应 maxy=max(y); %响应的最大偏移量 yss=y(length(t)); %响应的终值 pos=100*(maxy-yss)/yss; %求超调量 for i=1:2001 if y(i)==maxy n=i;end end tp=(n-1)*0.01; %求峰值时间 y1=1.05*yss; y2=0.95*yss; i=2001; while i0 i=i-1; if y(i)=y1 y(i)=y2; m=i; break end end ts=(m-1)*0.01; %求调节时间 title(单位阶跃响应) Grid 运行程序后，得到此二阶系统的单位跃阶响应曲线 图2-1 二阶系统的单位跃阶响应曲线 通过matlab求得