典型环节的MATLAB仿真 实验二

1、典型环节的matlab仿真 实验二 试验六 典型环节的matlab仿真 试验内容 1.按下列各典型环节的传递函数,建立相应的simulink仿真模型,观看并记录其单位阶跃响应波形. 比例环节g1(s) 1 simulink仿真模型: 单位阶跃响应波形 : 惯性环节g1(s) 1s 1 simulink仿真模型: 单位阶跃响应波形 : 积分环节g1(s) simulink仿真模型 : 单位阶跃响应波形: 微分环节g1(s) s simulink仿真模型: 单位阶跃响应波形 : 比例+微分环节(pd)g1(s) s 2 simulink仿真模型: 单位阶跃响应波形 : 比例+积分环节(pi)g1(

2、s) 1 simulink仿真模型 : 单位阶跃响应波形: 2.观看g(s) t=1时 : 1 ,随着ts 1 t的变化输出波形的变化 t=2时 : t=5时: t=50时 : 结论:随着t的增大,输出波形的变化会越来越慢. 试验六 典型系统的时域响应和稳定性分析 1.试验目的 (1)讨论二阶系统的特征参数（ ， n）对过渡过程的影响。 (2)讨论二阶对象的三种阻尼比下的响应曲线和系统的稳定性。 (3)熟识routh判据，用routh判据对三阶系统进行稳定性分析。 2.试验原理及内容 (1)典型的二阶系统稳定性分析(取t0=1,t1=0.2,k1=200/r,其中r=10,50,160,200

3、) 结构框图 模拟电路图 系统的开环传递函数 g(s) k1k1/to ; tos(t1s 1)s(t1s 1) 开环增益k k1/to 试验内容 (1)先算出临界阻尼，欠阻尼，过阻尼时电阻r的理论值，再将理论值应用于模拟电路中，观看二阶系统的动态性能及稳定性，应与理论分析基本吻合。图1.14中的： to 1s;t1 0.2s;k1 200/r; 2 nk/t1 闭环传递函数为：w(s) 2 22 s 2 ns ns 5s k/t1 其中： n k5r 10; t1r2 n40 (2)典型的三阶系统稳定性分析 （t0=1,t1=0.1,t2=0.5,k=8,12,20） 结构框图 模拟电路图

4、系统的开环传递函数 开环传递函数：g(s)h(s) 500/r ;k 500/r s(0.1s 1)(0.5s 1) 系统统特征方程1 g(s)h(s) 0 s3 12s2 20s 20k 0 试验前由routh判据得routh阵列为： s3120 2s1220k s1( 5k/3) 200 s020k0 5 k 20 0 为保证系统稳定，第一列各值应为正数： 3 20k 0 得： 0 k 12 r 41.7k k 12k 12 r 41.7k r 41.7k 系统稳定系统不稳定 系统临界稳定 3.试验步骤： (1)将信号源单元的“st”端插针与“s”端插针用“短路块”短接。由于每个运放单元均

5、设置了锁零场效应管，所以运放具有锁零功能。将开关分别设在“方波”挡和“500ms12s”挡，调整调幅和调频电位器，使得”out“端输出的方波幅值为1v，周期为10s左右。 (2)典型二阶系统瞬态性能指标的测试： 按模拟电路图1.14接线，将方波信号接至输入端，取r=30k。 用示波器观看系统的响应曲线c(t)，测量并记录超调量，峰值时间和调整时间。 分别按r=10，50，160，200k转变系统开环增益，观看响应曲线c(t)，测量并记录性 能指标及系统的稳定性。并将测量值和计算值进行比较。将试验结果填入下表内。 (3)典型三阶系统的性能： 按图1.16接线，将方波信号接至输入端，取r=30k。 观看系统的响应曲线，并记