自动控制原理MATLAB仿真实验一控制系统的时域分析.docx
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自动控制原理MATLAB仿真实验一控制系统的时域分析
实验一MATLAB及仿真实验(控制系统的时域分析)
一、实验目的
学习利用MATLAB进行控制系统时域分析,包括典型响应、判断系统稳定性和分析系统的动态特性;
二、实验内容
(一)稳定性
1.系统传函为
,试判断其稳定性
num1=[032546];
den1=[134272];
sys1=tf(num1,den1);
figure
(1);holdon
[gm,pm,wcp,wcg]=margin(sys1);
margin(sys1);
title('对数频率特性图');
xlabel('频率rad/sec');
ylabel('GaindB');
2.用Matlab求出
的极点。
a=[00122];
b=[17352];
[z,p,k]=tf2zpk(a,b);
(二)阶跃响应
1.二阶系统
1)键入程序,观察并记录单位阶跃响应曲线
num1=[10];
den1=[1210];
step(num1,den1);
gridon;
2)计算系统的闭环根、阻尼比、无阻尼振荡频率,并记录
wn=sqrt(10);%自然振荡频率
zunibi=2/wn;%阻尼比
symss;
S=solve(s^2+2*s+10);%求闭环根
3)修改参数,分别实现
和
的响应曲线,并记录
n0=10;
d0=[1210];
step(n0,d0);%原响应曲线
holdon;
n1=10;
d1=[16.3210];
step(n1,d1);
n2=10;
d2=[112.6410];
step(n2,d2);
4)修改参数,分别写出程序实现
和
的响应曲线,并记录
n0=10;
d0=[1210];
step(n0,d0);%原响应曲线
holdon;
n1=2.5;
d1=[112.5];
step(n1,d1);
n2=40;
d2=[1440];
step(n2,d2);
2.作出以下系统的阶跃响应,并分析结果
(1)
(2)
(3)
(4)
n0=[210];
d0=[1210];
step(n0,d0);
holdon;
n1=[10.510];
d1=[1210];
step(n1,d1);
holdon;
n2=[10.50];
d2=[1210];
step(n2,d2);
holdon;
n3=[10];
d3=[1210];
step(n3,d3);
3.
求该系统单位阶跃响应曲线,并在所得图形上加网格线和标题
num0=[25];
den0=[1425];
step(num0,den0);
gridon;
xlabel('X');
ylabel('Y');
title('单位阶跃曲线');
(三)系统动态特性分析
用Matlab求二阶系统
和
的峰值时间
,上升时间
,调整时间
,超调量
。
n0=[120];
d0=[112120];
step(n0,d0);
damp(d0);
[y,x,t]=step(n0,d0);
[y,t'];
n1=[0.01];
d1=[10.020.01];
step(n1,d1);%
damp(d1);
[y,x,t]=step(n1,d1);
[y,t'];