控制工程基础实验报告DOC

1、控制工程基础实验报告姓名：朱泽强班级：11020742学号：322013年11月16日实验一系统时域响应分析1.实验目的本实验的主要目的是：通过实验使学生进一步理解系统参数对时域响应的影响，理解系统参数与时域性能指标之间的关系，同时了解系统稳定性的充要条件。2.实验内容完成一阶、二阶系统在典型输入信号作用下的响应，求取二阶系统的性能指 标，记录试验结果并对此进行分析。3.实验的具体内容及步骤（1 ）一阶系统（选用不同的时间常数 T ）在典型输入信号（单位脉冲、单位阶跃、正弦信号)作用下的响应。单位阶跃for T=1:1:5|t=0:0.01:10;n um=1;den=T 1;G=tf(n u

2、m,de n) |y1,tt=step(G,t);plot(tt,y1,-)legend(不同时间参数T下的单位阶跃响应)|xlabel( t(sec) ),ylabel( x(t) );grid on;hold onend单位脉冲for T=1:1:5 t=0:0.01:10;n um=1;den=T 1; G=tf( num,de n);y1,tt=impulse(G,t);result(T,:)=y1;plot(tt,y1,-)legend(不同时间参数T下的单位脉冲响应)xlabel(t(sec),ylabel(x(t);grid on;hold onEnd通过图形，得出结论：1) 分

3、析T对输出响应的影响系统达到稳态所需时间和T值有关，T值越大达到稳态所需时间越长。2) 分析不同时间点处输出的大小单位阶跃：单位阶跃t=6st=7st=8st=9st=10sT=60.63210.68860.73640.77690.8111T=70.57560.63210.68110.72350.7603T=80.52760.58310.63210.67530.7135T=90.48660.54060.58890.63210.6708T=100.45120.50340.55070.59340.6321单位脉 冲t=5st=6st=7st=8st=9st=10sT=50.0735760.0602

4、390.0493190.0403790.033060.027067T=60.0724330.0613130.0519010.0439330.0371880.031479T=70.0699350.0606250.0525540.0455580.0394930.034236T=80.0669080.0590460.0521080.0459850.0405820.035813T=90.063750.0570460.0510470.0456790.0408750.036577T=100.0606530.0548810.0496590.0449330.0406570.036788（2）二阶系统（选择不同

5、的阻尼比和无阻尼振荡频率Wn ,阻尼比要有欠阻、临界阻尼和过阻尼三种情况）在典型输入信号（单位脉冲、单位阶跃）作用下作用下的响应t=0:0.01:5;i=1for wn=1:2:7;n um=w 门人2;zn b=0; den=1 2*z nb*w n wn A2; G仁tf(n um,de n);zn b=0.2; den=1 2*z nb*w n wn 人2; G2=tf( num,de n);zn b=0.5; den=1 2*z nb*w n wn 人2;G3=tf( num,de n);zn b=1; de n=1 2*z nb*w n wn 人2;G4=tf( num,de n);

6、zn b=1.5; den=12*z nb*w nwn 人2;G5=tf( num,de n);%5 种不同阻尼比系统y1,T=impulse(G1,t);y1a,T=step(G1,t);y2,T=impulse(G2,t);y2a,T=step(G2,t);y3,T=impulse(G3,t);y3a,T=step(G3,t);y4,T=impulse(G4,t);y4a,T=step(G4,t);y5,T=impulse(G5,t);y5a,T=step(G5,t);figure(i)plot(T,y1, -,T,y2,-.,T,y3,-,T,y4,*,T,y5,o)legend(不同阻

7、尼比下的二阶系统单位脉冲响应)xlabel( t(sec) ),ylabel( x(t) );grid on ;figure(i+1)plot(T,y1a, -,T,y2a,-.,T,y3a,-,T,y4a,*,T,y5a,o)legend(不同阻尼比下的二阶系统单位阶跃响应)grid on ;xlabel( t(sec) ),ylabel( x(t);i=i+2end不同无阻尼振荡频率Wnt=0:0.01:3;i=1for zn b=0,0.2,0.5,1,1.5;n um=w 门人2;wn=1;de n=12*z nb*w nwn A2;G1=tf( num,de n);wn=3;den=

8、12*z nb*w nwn 人2;G2=tf( num,de n);wn=5;den=12*z nb*w nwn 人2;G3=tf( num,de n);wn=7;den=12*znb*wnwn人2;G4=tf(num,den); %4 种不同 wn系统y1,T=impulse(G1,t);y1a,T=step(G1,t); y2,T=impulse(G2,t);y2a,T=step(G2,t);y3,T=impulse(G3,t);y3a,T=step(G3,t);y4,T=impulse(G4,t);y4a,T=step(G4,t);figure(i)plot(T,y1, -,T,y2,-

9、.,T,y3,-,T,y4,*)legend(不同wn下的二阶系统单位脉冲响应)xlabel( t(sec) ),ylabel( x(t) );grid on ;figure(i+1)plot(T,y1a, -,T,y2a,-.,T,y3a,-,T,y4a,*)legend(不同wn下的二阶系统单位阶跃响应)grid on ;xlabel( t(sec) ),ylabel( x(t);i=i+2endI 不冋二下的.1茶飯单世k冲冠1Do as 112 2S(3)完成欠阻尼二阶系统性能指标的求取t=0:0.001:50;yss=1;%稳态输岀值1dta=0.02;%误差范围为2%wn=30;s

10、=0.1:0.05:0.95; n um=w 门人2;for i=1:18den=1 2*s(i)*wn wnA2;G=tf( num,de n);y=step(G,t);r=1;while y(r)1-dta & y(m) In 帕at 茨In 11: im max gin 就 甘 In 啊ming pt 2HIn Ltim ji宜rgin 且 1: 6 In irartrang st，直-2-. 498S02242.23512 5749In Lti.iiiaEEiin 自七 66In m氓迪战98Transfer funirtion:60詁+ 6 j2 + 5 sVamiriEJ The

11、clcscd-lcop syrtem is unstabLu-、In 科刃irmnE刃t 2直 In66Inht Pgre5ult =*4.4310 -IO. 5320S.236I駝 3Transfer ifun亡ticn：0s*3 + 6 j2 + 5 sVatrdKft The closed-laep systen is unslableuresult 二-6.0203 -14.1137Transfer functions80s 3 + 6 sA2 + 5 s2. 23613.1142Warning: The closed-loop system is unabled In 可arcing：忒 2$In ItiHrEin 古t EHIn “iaircin at 98rejEiilt =-8J5194 =19,57622. 23613.4NrqwtEgrBm? AJIMhE-flwlE hflQTMT翼