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文档简介

1、实验二二阶系统阶跃响应一.实验目的1. 研究二阶系统的特征参数，阻尼比z和无阻尼自然频率分析z和W与最大超调量oP和调节时间t之间的关系。ns2. 进一步学习实验系统的使用3. 学会根据系统的阶跃响应曲线确定传递函数4. 学习用MATLAB仿真软件对实验内容中的电路进行仿真。二.实验原理W对系统动态性能的影响，定量n典型二阶闭环系统的单位阶跃响应分为四种情况：1）欠阻尼二阶系统如图1所示，由稳态和瞬态两部分组成：稳态部分等于1，瞬态部分是振荡衰减的过程，振角频率为阻尼振荡角频率，其值由阻尼比z和自然振荡角频率h(t)调节时间t位阶跃响应C（t）进人4十5%（昶也取±“$2%）误差带，

2、并且误差带5的最小时间。超调量o%；单位阶跃响应中最大超出量与稳态值之比。峰值时间t单位阶跃响应C（t）超过稳态值达到第一个峰值所需要的时间。P：结构参数§:直接影响单位阶跃响应性能。（2）平稳性：阻尼比§越小，平稳性越差（3）快速性：§过小时因振荡强烈，衰减缓慢，调节时间调节时间t也长，快速性差。S§D0.7调节时间最短，快速性最好。t$长，§过大时，系统响应迟钝，§D0.7时超调量O%<5D,6平稳性也好，故称§D0.7为最佳阻尼比。2）临界阻尼二阶系统（即§D1）系统有两个相同的负实根，临界阻尼二阶系统

3、单位阶跃响应是无超调的，无振荡单调上升的，不存在稳态误差。3）无阻尼二阶系统（§D0时）此时系统有两个纯虚根。4）过阻尼二阶系统（§1）时此时系统有两个不相等的负实根，过阻尼二阶系统的单位阶跃响应无振荡无超调无稳态误差，上升速度由小加大有一拐点。三. 实验内容1.启动MATLAB7.0,进入Simulink后新建文档，在文档里绘制二阶系统的结构框图。双击各传递函数模块，在出现的对话框内设置相应的参数。点击工具栏的卜按钮或simulation#的值，得到系统的阶跃响应，再进行比较分析wn，§对系统动态性能的影响，阶跃输入信号幅度为1，起始时间为2所示（以ZD1，wn=10为例）0。二阶闭环系统结构框图如图图2二阶闭环系统MATLAB仿真结构框图w，§n菜单下的start命令进行仿真。双击示波器模块观察仿真结果。仿真时，可以分别改变#仿真教2材.中二阶系统的相关例题#四. 预习思考题(1) 阻尼比和无阻尼、自然频率对系统动态性能有什么影响？(2) 阻尼比和自然频率与最大超调量O%和调节时间ts之间有什么关系？(3) 如果阶跃输入信号的幅值过大，会在实验中产生什么后果？(4) 在电子模拟系统中，如何实现负反馈和单位负反馈？五. 实验总结报告7#(1)画出二阶系统的模拟电路图，并求出参数E、o%的表达式。(2)把不同引件下测量的o%和t值列表

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