實驗二控制系統(tǒng)的時域特性分析解析

1、實驗二 控制系統(tǒng)的時域特性姓名學號班級一、實驗?zāi)康?) 學習使用Matlab命令對控制系統(tǒng)進行時域特性仿真研究的基本方法；2) 學習Simulink工具箱的基本使用方法；3) 學習使用Simulink工具箱對控制系統(tǒng)進行時域特性仿真研究的基本方法二、實驗原理1.基于Matlab的時域特性分析 已知系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)2s2+20s + 50G 一 s6 15s5 84s4 223s3 309s2 240s 100試求系統(tǒng)的單位脈沖、單位階躍、單位速度、單位加速度響應(yīng)%輸入系統(tǒng)傳遞函數(shù)模型num=2 20 50;den=1 15 84 223 309 240 100; t=0:0.1:20;%求系

2、統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng) subplot(2, 2, 1);impulse( num, den, t); ylabel(y(t);title(單位脈沖響應(yīng));%求系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)subplot(2, 2, 2); step( num, den, t); ylabel(y(t);title(單位階躍響應(yīng));%求系統(tǒng)的單位速度響應(yīng)%生成時間向量%設(shè)定子圖形顯示位置%求單位脈沖響應(yīng)%顯示縱軸名稱%顯示圖形名稱%設(shè)定子圖形顯示位置%求單位階躍響應(yīng)%顯示縱軸名稱%顯示圖形名稱subplot(2, 2, 3); % 設(shè)定子圖形顯示位置u1=t;%單位速度輸入信號lsim(num, den, u1, t); %

3、求單位速度響應(yīng)ylabel(x(t), y(t);% 顯示縱軸名稱text(10, 11, t);%顯示單位速度函數(shù)表達式title(單位速度響應(yīng));%顯示圖形名稱%求系統(tǒng)的單位加速度響應(yīng)subplot(2, 2, 4); % 設(shè)定子圖形顯示位置u2=t.*t/2;%單位加速度輸入信號lsim(num, den, u2, t);% 求單位加速度響應(yīng)ylabel(x(t), y(t);% 顯示縱軸名稱text(11,80, 0.5tA2); % 顯示單位加速度函數(shù)表達式 title(單位加速度響應(yīng));%顯示圖形名稱2.基于Simulink的時域特性分析按圖1建立系統(tǒng)的Simulink模型，改變開

4、環(huán)傳遞函數(shù)，并切換輸入信號(單 位階躍信號，單位速度信號)進行仿真研究：1) G ! ( s )二 3s2) G 2 (s)25s ( s 4)圖1 控制系統(tǒng)Simulink仿真圖Scope三、實驗內(nèi)容1)針對閉環(huán)傳遞函數(shù)為G ! ( s )的系統(tǒng)，應(yīng)用matlab命令求系統(tǒng)的單s+3位脈沖、單位階躍、單位速度、單位加速度響應(yīng)，觀察仿真結(jié)果，記錄響應(yīng)曲線, 并加以分析說明。2) 針對1)中的單位階躍響應(yīng)曲線求過渡過程時間，并與理論計算值進行比較。253) 針對閉環(huán)傳遞函數(shù)為G 2(s)二2的系統(tǒng)，應(yīng)用matlab命令求s +4s+25系統(tǒng)的單位脈沖、單位階躍、單位速度、單位加速度響應(yīng)，觀察仿真

5、結(jié)果，記錄響應(yīng)曲線，并加以分析說明。4) 針對3)中的單位階躍響應(yīng)曲線求最大超調(diào)量、峰值時間和過渡過程時間，并 與理論計算值進行比較。5) 按圖1建立系統(tǒng)的Simulink模型，改變傳遞函數(shù)，切換輸入信號，觀察仿真 結(jié)果，記錄響應(yīng)曲線，與1)，3)對比。6）試用Simulink仿真課本p125 3-18題，觀察仿真結(jié)果，記錄響應(yīng)曲線，并加以 分析說明。四、實驗報告1）按照實驗報告所要求的統(tǒng)一格式，填寫實驗報告；2）記錄實驗過程、Matlab程序或Simulink仿真圖、實驗結(jié)果和圖表;3）觀察實驗結(jié)果并按要求進行相關(guān)分析說明。（1）:針對閉環(huán)傳遞函數(shù)為Gjs）= 的系統(tǒng)，應(yīng)用matlab命令求系統(tǒng)s+3的單位脈沖、單位階躍、單位速度、單位加速度響應(yīng)，觀察仿真結(jié)果，記錄響應(yīng) 曲線，并加以分析說明。程序：（2）：針對（1）中的單位階躍響應(yīng)曲線求過渡過程時間，并與理論計算值進行 比較。11rtlL-Q Edi I Vi Insert Task豆7=單住建度均應(yīng)Time 忸e|單1立扛產(chǎn)展匸臟Q1 2Trme sec J（4）針對（3）中的單位階躍響應(yīng)曲線求最大超調(diào)量、峰值時間和過渡過程時間, 并與理論計算值進行比較。(5)按圖1建立系統(tǒng)的Simulink模型，改變傳遞函數(shù)，切換輸入信號，觀察仿 真結(jié)果，記錄響應(yīng)曲線，與1)，3)對比。針對閉環(huán)傳遞函數(shù)為G i(s)