典型环节的模拟实验报告.docx
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典型环节的模拟实验报告
实验1典型环节的模拟实验
1、实验目的
1、熟悉matlab软件，掌握系统的单位脉冲响应和单位阶跃响应曲线的绘
制方法，并求取时间域内的性能指标；
2、研究系统参数对系统性能指标的影响。
2、实验仪器与设备
电脑，matlab6.5软件
实验内容和步骤
一）时域响应分析
1、系统的开环传递函数为
，试求其闭环传递函数，并绘制单位阶跃响应曲线和单位脉冲响应曲线。
程序：
clc;
closeall;
clearall;
num=200;
den=[1,20,140,400,384];
[numc,denc]=cloop（num,den）
t=0:
0.01:
40;
figure
（1）;
step（numc,denc,t）
grid;
figure
（2）;
impulse（numc,denc,t）
grid;
运行结果：
numc=
0000200
denc=
120140400584
2、设单位反馈系统的开环传递函数为
，应用matlab绘制系统在单位阶跃响应曲线，并求出峰值时间，超调量，调整时间。
程序：
clc;
closeall;
clearall;
num=[0.4,1];
den=[1,0.6,0];
[numc,denc]=cloop（num,den）
t=0:
0.02:
40;
figure
（1）;
step（numc,denc,t）
grid;
figure
（2）;
impulse（numc,denc,t）
grid;
运行结果：
numc=
00.40001.0000
denc=
111
（二）增益K对系统的影响
3、已知单位负反馈系统的开环传递函数为
，取K分别等于0.2、0.7、1.0和1.7，绘制响应的阶跃响应曲线，比较不同的K对曲线的影响。
当K=0.2时；
程序：
clc;
closeall;
clearall;
num=[0.1,0.2];
den=[0.5,1.5,2,1,0];
[numc,denc]=cloop（num,den）
t=0:
0.02:
40;
figure
（1）;
step（numc,denc,t）
grid;
figure
（2）;
impulse（numc,denc,t）
grid;
运行结果：
numc=
0000.10000.2000
denc=
0.50001.50002.00001.10000.2000
当K=0.7时；
程序：
clc;
closeall;
clearall;
num=[0.35,0.7];
den=[0.5,1.5,2,1,0];
[numc,denc]=cloop（num,den）
t=0:
0.02:
40;
figure
（1）;
step（numc,denc,t）
grid;
figure
（2）;
impulse（numc,denc,t）
grid;
运行结果：
numc=
0000.35000.7000
denc=
0.50001.50002.00001.35000.7000
当K=1.0时；
程序：
clc;
closeall;
clearall;
num=[0.5,1];
den=[0.5,1.5,2,1,0];
[numc,denc]=cloop（num,den）
t=0:
0.02:
40;
figure
（1）;
step（numc,denc,t）
grid;
figure
（2）;
impulse（numc,denc,t）
grid;
运行结果：
numc=
0000.50001.0000
denc=
0.50001.50002.00001.50001.0000
当K=1.7时；
程序：
clc;
closeall;
clearall;
num=[0.85,1.7];
den=[0.5,1.5,2,1,0];
[numc,denc]=cloop（num,den）
t=0:
0.02:
40;
figure
（1）;
step（numc,denc,t）
grid;
figure
（2）;
impulse（numc,denc,t）
grid;
运行结果：
numc=
0000.85001.7000
denc=
0.50001.50002.00001.85001.7000
2、思考题
上一题中的开环增益K应适当的取大还是取小？
为什么？
答：
由上面一题可知，系统的性能指标随K值的变化关系是相互矛盾的：
（1）大的K值将使系统上升时间缩短，瞬态响应加快。
但系统超调量增加，相角裕量减小，致使系统瞬态响应严重超调，系统的稳定性变差；
（2）小的K值将使系统上升时间增加，瞬态响应变得缓慢。
但超调量减少，相角裕量增加，系统的稳定性增强。
（1）如要求系统的响应快，而超调量无特殊要求时，K值可选得大些；
（2）如要求无超调量，系统响应无要求时，K值可选得小些；
（3）如要求响应快而超调量小时，K值可选得中间值。
实验心得体会
学习MATLAB，或者其他软件，重要的不是掌握软件本身，而是增强自己学习新能力的能力，只有这个得到强化，才能适应。
我觉得要想学好MATLAB是不容易的，这是一件需要持之以恒的事，必须要坚持不懈的学习，还需要敢于开口向别人请教，更需要我们勤于思考，勤于记忆，勤于动手。
这次实验课，我仅仅是学了一点点皮毛，想要进一步的学习，还需要我在以后的实际运用里不断的学习，改进自己的不足之处，让自己能够有所进步，有所成长。
在这里我要特别感谢付肖燕老师，老师不仅带着生育给我辅导而且是那么的细心温暖，特别是一直面带笑容的她给我带来更多的学习兴趣和动力。
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