MATLAB语言与控制系统仿真参考答案第5章Word文件下载.docx

1、2 I I | | | 1|01234567Tin （sec）n4=16; d4=l,lJ6; sys4=tf（n4,d4）; step（sys4）q 6Tito （s）810 12表5-5序号Cmax = 5%）计算值实验实验值0.441.25刘1.250退湖0.8632.W752.1031 37231.370.2330.8282.91672.8130.21.52661.5300160.84.37504.90251.67311.670*160.8037.0000733 z 1=0.4;w=4;cmax 1 = 1 +exp（-z 1 *pi/sqrt（ 1 -z 1A2）; tpl =pi/

2、（w*sqrt（l -z 1A2）;tsl=3.5/（zl*w）;cmaxktpLtslans =1.2538 0.8569 2.1875 z2=0.3;cmax2= 1 +exp（-z2*pi/sqrt（l -z2A2）; tp2=pi/（w*sqrt（l -z2A2）;ts2=3.5/（z2*w）;cmax2,tp2,ts2 ans =1.3723 0.8233 2.9167 z3=0.2;cmax3=l+exp（-z3*pi/sqrt（l-z3A2）;tp3=pi/（w*sqrt（ 1 -z3A2;ts3=3.5/（z3*w）;cmax3,tp3,ts3调整时间估算值 nl=8;dl=l

3、,2,8;inipulse（sysl）n2=10; d2二1210;impulsc（sys2）n3=12;d3=l,2J2J;inipulse（sys3） n4=16; d4=l,26;iinpulse（sys4）lire （sey表5-6仏实验。0.3542.8281.790.4420.3163.1622.080.2893.4642360.3870.252.840.3513 已知某单位负反馈系统的开环传递函数为G（s）= 5（5 + 1）（0$ + 1） 若系统的输入信号分别为（1）z/| = t f t e （0,20）（2）u2 = te5t, t e （0,20）（3）3= sin ）

4、严勺，居（o,2O）（4 ） u4 = cos屮,t e （0,20）编写程序分别求取系统的在给泄的输入信号下的响应.记录相应的曲线。 n=5; d=conv（ 1.1.00 1）; nc,dc=cloop（nd）sysc=tf（nc,dc）;t=0:0.01:20; ul=t; u2=t.*exp（-0.5*t）; u3=sin（2*t）.*exp（-0.5*t）; u4=cos（2*t）.*exp（-3*t）;subplot（221 ）;lsim（sysc,ult）;subplot（222）;lsim（sysc,u2）t）;subplot（223）;lsim（sysc,u3,t）;subp

5、lot（224 ）;lsim（syscAi44）:4.编写程序绘制以下系统的单位阶跃响应曲线和单位脉冲响应曲线。-1x +（1） i =y = o 35卜 + 6“al=-L0;0.-4;bl=l;l;cl=035;dl=6; sysl=ss（a 1 ,b 1 ,c 1 ,d 1）;subplot（ 1.2）;step（sys 1 ）;subplot（ 1,2,2）;impulse（sysl）;76620 0.5 1 15Inc （sec）Step hespcnse68835 fEWLigKpUsss Respcrtse152 4 30 3 121 435-5Im（5ec）10 3 23150

6、 a2=2,4,38;0.3 1,5;2,1,4,6;3,5,5,9; b2=L2;2J;43;37J; c2= 1,0323,1,5.0; d2=0; sys2=ss（a2,b2,c2,d2）;step Responseimpulse（sys2）800From: ln（1）Impulse Response： ln（2）23llde-cl50 bloS20bl0 0.05 O.i0.166 4 2O.10.150.2 0.250.2 0.250 0.05（3） G（s） =5（s + 2）（63s + l8）（5 + 5）（5 + 4）（ 53 + 3s2 + 5） sysa=zpk（-2,-

7、5;-4J5）Zero/pole/gain:5 （s+2） （s+5） （s+4） sysb=tf（6.3J.8Jl30.5）Transfer function:6.3 s+ 1.8 sA3 + 3 sA2 + 5 sys3=sysa*sysb31.5 （s+2） （s+0.2857） （s+5） （s+4） （s+3.426） （sA2 0.426s + 1.459）12hputoc RcspMecg 1 ! ! 1 ! / 1 0 2 4 6 8 10 12Tiire （sec）OJpnuQ.Ec35有三个系统如图517 （a） .（b）、（c）所示，编程分别绘制各系统的单位阶跃响应和单位

8、脉冲响应。 （a） sysal=tf（5J 1,3,5）; sysa2=zpk（-2,O;-3;-5,2O）; sysa3=tf（0.1,l,24 ）; sysa=sysal*sysa2*sysa35 （s+2） （s+10） s （s+3） （s+5） （s+0.5） （sA2 + 3s + 5） step（sysa）impulse（sysa）（b） sysbl=tf（22J,L523,15）; sysb2=zpk（-6,O;-310 ,0.2）; sysb3=5*tf（0.6JJ2,l）*tf（l.5,1 ,3,7,1 ）; sy sb=sysb 1 -sy sb2+sysb30.75 （

9、s+32.84） （s+10.05） （s+3.02） （s+2.269） （s+0.5509） （s-0.0083） （sA2 + 0.6734s + 0.3865）s （s+3） （s+2.18） （s+0.7582） （s+0.5） （s+10） （s+0.1529） （sA2 + 4.242s + 19.78） step（sysb） impulse（sysb）（C）Gl=tf（10JL2.0）; G2=cloop（tf（lJ0.5J）,l）1 0.5 s + 1 G2=fcedback（tf（ 1 ,0.5,1 ）,lrl） Transfer function:1 0.5 s + 2

10、G=G1*G210 0.5 sA3 + 3 sA2 + 4 s H=tf（3HL6,0）+tf（l,0）sA2 + 6.3 s +3 0.1 sA3 + 1.6 sA2 + 6 s sys=G/（l+G*H）0.5 sA6+ 11 sA5 + 82 sA4 + 244 sA3 + 240 sA20.025 sA9 + 0.7 sA8 + 7.6 sA7 + 41.2 sA6 + 123 sA5 +231.1 sA4 + 340 sA3 + 342 sA2 + 120 s step（sys）impulse（sys）10Impulse Resp onse20（a）C（5）R（s）图5176设三阶系

11、统闭环传递函数为（v） = C）= 2（ 厂 一 % + &_（5）_ 53+652+105 + 8试绘制其单位阶跃响应在re 1.2,5.3内的部分响应曲线。 nl=L5,6;dl=l,6,10,8; sys=2*sysl2sA2+ 10s+ 12sA3 + 6sA2+ 10s + 8step（sys, 1.2:5.3）1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5Tire （sec）s451 4某系统的闭环传递函数为（5）-C（S）-（$） Q S +5 + 1试在同一图上绘制原系统和近似系统的单位阶跃响应曲线并观察有何区别。 sysyuan=tf（ 1.05JJ0.125J）*tf（0.47

12、62,1 J0.5 ,l）*tf（lLlJ J）0.5 s+ 1.050.0625 sA4 + 0.6875 sA3 + 1.688 sA2 + 1.625 s + 1 sysjinsi=tf（l 05l丄 1 ）1.05 sA2 + s + 1 step（sysyiian） hold on; step（sysjinsi）6 6&一种新型电动轮椅装有一种非常实用的速度控制系统，能使颈部以下有残疾的人士自行 驾驶这种电动轮椅。该系统在头盔上以90间隔安装了四个速度传感器，用来指示前、后 左、右四个方向。头盔传感系统的综合输出与头部运动的幅度成正比.图518给出了该控制系统的结构图，英中时间常数7

13、； =0.5s, 7； = ls, 7；= 0.25s o要求分别绘制K = 15, 11.25, 8, 2时系统的单位阶跃响应曲线并标注K的值。 解：系统的开环传递函数为当K = 5时，求取系统单位阶跃响应的程序如下： k=15; no=k; do=conv（0.5,l ,conv（l ,1 JJ0.25J）; nc.dc二cloop（no.do）; %求取单位负反馈系统的闭环传递函数分子分母多项式系数向量 sys=tf（nc.dc）0.125 sA3 + 0.875 sA2 + 1.75 s+ 16 .u 26 Glitre （sec）10 k=11.25; do=conv（0.5J ,conv（ 1,1 JJO.25JJ）;（nc,dc=cloop（no.do）;11.250.125 s人3 + 0.875 sA2 + 1.75 s+ 12.25 k=8; do=conv（0.5,l ,conv（ 1,1 JJ0.25J）; nc,dc=cioop（no5do）;0.125 sA3 + 0.875 sA2+ 1.75 s +9 k=2; do=conv（0.5,1 ,conv（ 14,0.25,1）;nc,dc=cloop（no.do）;0.125 sA3 + 0.875 sA2 + 1.75 s +30.9Step Respect0.107