MATLAB线性系统时域响应分析实验

实验报告实验名称 线性系统时域响应分析一、实验目的step(impulse(阶跃、单位脉冲及单位斜坡函数作用下的响应。通过响应曲线观测特征参量和n

对二阶系统性能的影响。熟练掌握系统的稳定性的判断方法。二、实验内容step(impulse()的调用格式，假设系统的传递函数模型为s23s7G(s)

s44s

6s

4s1可以用几种方法绘制出系统的阶跃响应曲线？试分别绘制。对典型二阶系统nG(s) 2ns22s2n n1）分别绘出n

2(rad/s0,0.25,0.5,1.02.0时的单位阶跃响应曲线，分析参数对系统的影响，并计算=0.25 时的时域性能指标 ,tp

,t,te 。p s ss2）绘制出当=0.25,n

分别取1,2,4,6时单位阶跃响应曲线，分析参数n对系统的影响。2s4s33s25s100，试用两种判稳方式判别该系统的稳定性。单位负反馈系统的开环模型为G(s) K(s2)(s4)(s2

6s25)试用劳斯稳定判据判断系统的稳定性，并求出使得闭环系统稳定的K值范围。范文三、实验结果及分析step(impulse()的调用格式，假设系统的传递函数模型为G(s)

s23s7s44s36s24s1可以用几种方法绘制出系统的阶跃响应曲线？试分别绘制。方法一：num=[137];den=[14641];step(num,den)gridxlabel('t/s'),ylabel('c(t)')title('Unit-stepRespinseofG(s)=(s^2+3s+7)/(s^4+4s^3+6s^2+4s+1)')方法二：num=[137];den=[146410];impulse(num,den)gridxlabel('t/s'),ylabel('c(t)')title('Unit-impulseRespinseofG(s)/s=(s^2+3s+7)/(s^5+4s^4+6s^3+4s^2+s)')范文对典型二阶系统

nG(s) 2ns22s2n n1）分别绘出n

2(rad/s0,0.25,0.5,1.02.0时的单位阶跃响应曲=0.25时的时域性能指标

,tt ,te 。p r p s ss2）绘制出当=0.25,n统的影响。（1）

分别取1,2,4,6时单位阶跃响应曲线，分析参数对系nnum=[001];den1=[104];den2=[114];den3=[124];den4=[144];den5=[184];t=0:0.1:10;step(num,den1,t)>>grid>>text(1.65,0.5,'Zeta=0'); Currentplotheld>>step(num,den2,t)>>text(1.65,0.36,'0.25');范文>>step(num,den3,t)>>text(1.65,0.3,'0.5');>>step(num,den4,t)>>text(1.65,0.21,'1.0');>>step(num,den5,t)>>text(1.65,0.15,'2.0');影响：从上图可以看出，保持 不变，依次取值=0,0.25,0.5,1.0和2.0n量随而变慢，系统的稳定性随的增大而增强。

的增大范文由图可得出：当=0.25时，

=44.4%，tp

=0.944s,tp

=1.64s,ts

=5.4s,e =0ss(2)num1=[0 0 1];den1=[1 0.5 t=0:0.1:10;step(num1,den1,t);grid;text(3.0,1.4,'wn=1');holdCurrentplotheld>> num2=[0 0 4];den2=[1 1 4];step(num2,den2,t);text(1.57,1.44,'wn=2');>> num3=[0 0 16];den3=[1 2 16];step(num3,den3,t);text(0.77,1.43,'wn=4');>> num4=[0 0 36];den4=[1 3 36];step(num4,den4,t);text(0.41,1.33,'wn=6');范文影响： 越大，系统到达峰值时间越短，上升时间越短，系统响应时间越快，n调节时间也变短，但是超调量没有变化。2s4s33s25s100，试用两种判稳方式判别该系统的稳定性。方法一：roots([2,1,3,5,10])ans=0.7555+1.4444i0.7555-1.4444i-1.0055+0.9331i-1.0055-0.9331i系统不稳定方法二：den=[2,1,3,5,10];[r,info]=routh(den)r=范文2.00003.000010.00001.00005.00000-7.000010.000006.42860010.000000info=所判定系统有2个不稳定根!单位负反馈系统的开环模型为G(s) K(s2)(s4)(s26s25)试用劳斯稳定判据判断系统的稳定性，并求出使得闭环系统稳定的K值范围。den=[1,12,69,198,866.5];>>[r,info]=routh(den)r=1.000069.0000866.500012.0000198.0000052.5000866.50000-0.057100866.500000info=2个不稳定根!>> den=[1,12,69,198,866];>>[r,info]=routh(den)r=1.000069.0000866.000012.0000198.0000052.5000866.000000.057100866.000000范文info=所要判定系统稳定!>>den=[1,12,69,198,0];>>[r,info]=routh(den)r=1.000069.0000012.0000198.0000052.500000198.000000198.000000info=所要判定系统稳定!>>den=[1,12,69,198,-0.001];>>[r,info]=routh(den)r=1.000069.0000-0.001012.0000198.000005