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0 0 讲 稿 实 验 二 用 MAT LAB 实 现 线 性 系 统 的 时 域 精品资料 实验二 用 MATLAB 实现线性系统的时域分析 [实验目的 ] 1．研究线性系统在典型输入信号作用下的暂态响应； 2 ．熟悉线性系统的 暂态性能指标； 3．研究二阶系统重要参数阻尼比 ξ对系统动态性能的影响； 4 ．熟悉在 MATLAB 下判断系统稳定性的方法； 5．熟悉在 MATLAB 下求取稳态误差的方法。 [ 实验指导 ] MATLAB 中有两类用于求解系统时域响应的方法。 其一是利用 MATLAB 中的控制系统工具箱 (Control System Toolbox)提供的函数（命 令）； 其二是 Simulink 仿真，它主要用于对复杂系统进行建模和仿真。 一、用 MATLAB 函数（命令）进行暂态响应分析 1 求取线性连续系统的单位阶跃响应的函数—— step 基本格式为： step(sys) step(num,den) step(A,B,C,D) step(sys,t) step(sys1,sys2, …,t) y=step(sys,t) [y,t]=step(sys) [y,t,x]=step(sys) 其中模型对象的类型如下： sys = tf(num,den) 多项式模型 sys = zpk(z,p,k) 零点极点模型 sys = ss(a,b,c,d) 状态空间模型 参数无 t ，表示时间向量 t 的范围自动设定。 参数有 t ，表示给定时间向量 t ，应该有初值，时间增量，末值，如 t=0:0.01:2。 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢 2 精品资料 前 5 种函数可以绘出阶跃响应曲线；后 3 种函数不绘阶跃响应曲线，而是返回响应变量 y ，时间向量 t ，以及状态变量 x 。 2 求取线性连续系统的单位脉冲响应的函数—— impulse 基本格式为： impulse(sys) impulse(num,den) impulse (sys,tf) impulse (sys,t) impulse (sys1,sys2, …,t) y=impulse(sys,t) [y,t]=impulse(sys) [y,t,x]=impulse (sys) 3 求取线性连续系统的单位斜坡响应 MATLAB 没有直接求系统斜坡响应的功能函数。在求取控制系统的斜坡响应时，通常 用阶跃响应函数 step()求取传递函数为 G (s)/s 的系统的阶跃响应，则其结果就是原系统 G (s) 的斜坡响应。原因是，单位阶跃信号的拉氏变换为 1/s ，而单位斜坡信号的拉氏变换为 2 1/s 。 4 ．求取线性连续系统对任意输入的响应的函数—— lsim 其格式为 y=lsim(sys,u,t) 其中， t 为仿真时间， u 为控制系统的任意输入信号。 5．暂态响应性能指标 在阶跃响应曲线窗口，使用右键弹出浮动菜单，选择其中的 Characteristics子菜单，有 4 个子项： ① Peak Response 峰值响应，点击将出现标峰值记点，单击此标记点可获得峰值幅值， 超调量和峰值时间。 ② Settling Time 调节时间，点击将出现调节时间标记点，单击此标记点即可获得调节 时间。 ③ Rise Time 上升时间，点击将出现上升时间标记点，单击此标记点即可获得上升时