基于matlab的二阶动态系统特性分析

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1、------------------------------------------------------------------------------------------------基于matlab的二阶动态系统特性分析测控技术基础课程设计设计题目：姓名：学号：专业：机械电子班级：指导教师：2014年6月26日---年6月26日目录第一章二阶系统的性能指标1.1一般系统的描述1.2二阶系统的性能指标第二章二阶系统基于matlab的时域分析2.1用matlab求二阶系统的动态性能指标2.2二阶系统的动

2、态响应分析2.2.1二阶系统的单位阶跃响应与参数?的关系2.2.2二阶系统的单位阶跃响应与参数?n的关系.第三章设计体会参考文献1.二阶系统的性能指标——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------1.1.一般系统的描述凡是能够用二阶微分方程描述的系统称为二阶系统。从物理上讲，二阶系统包含两个

3、独立的储能元件，能量在两个元件之间交换，是系统具有往复震荡的趋势。当阻尼比不够充分大时，系统呈现出震荡的特性，所以，二阶系统也称为二阶震荡环节。很多实际工程系统都是二阶系统，而且许多高阶系统在一定条件下也可以简化成为二阶系统近似求解。因此，分析二阶系统的时间相应具有重要的实际意义。X(s)1传递函数可以反映系统的结构参数，二阶系统的典型传递函数是：G(s)?0?Xi(s)s2?2??ns??n2其中，?n为二阶系统的无阻尼固有频率，?称为二阶系统的阻尼比。1.2.二阶系统的性能指标系统的基本要求一般有稳定性、

4、准确性和快速性这三个指标。系统分析及时对这三个指标进行分析。建立系统的数学模型后，就可以用不同的方法来分析和研究系统，以便于找出工程中需要的系统。在时域内，这三个方面的性能都可以通过求解描述系统的微分方程来获得，而微分方程的解则由系统的结构参数、初始条件以及输入信号所决定。上升时间tr：当系统的阶跃响应第一次达到稳态值的时间。上升时间是系统响应速度的一种度量。上升时间越短，响应速度越快。t峰值时间p:系统阶跃响应达到最大值的时间。最大值一般都发生在阶跃响应的第一个峰值时间，所以又称为峰值时间。————————

5、——————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------调节时间ts：当系统的阶跃响应衰减到给定的误差带内，并且以后不再超出给定的误差带的时间。MM最大超调量p:相应曲线的最大峰值与稳态值的差称为最大超调量p，即Mp?cmax?c(?)或者不以百分数表示，则记为cmax?c(?)?100%Mp?c(?)最大超调量Mp

6、反映了系统输出量在调节过程中与稳态值的最大偏差，是衡量系统性能的一个重要的指标。在实际应用中，常用的动态性能指标多为上升时间、调节时间和超调量。通常，用tr或tp评价系统的响应速度；用Mpt评价系统的阻尼程度；而s是同时反映响应速度和阻尼程度的综合性能指标。2.二阶系统基于matlab的时域分析2.1.用matlab求二阶系统的动态性能指标已知二阶系统的传递函数为：G(s)?2.7s2?0.8s?0.64编写matlab程序求此系统的性能指标clc,clearnum=[2.7];den=[1,0.8,0.64

7、];——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------t=0:0.01:20;step(num,den,t);[y,x,t]=step(num,den,t);maxy=max(y);yss=y(length(t));pos=100*(maxy-yss)/yss;fori=1:2001ify(i)

8、==maxyn=i;endendtp=(n-1)*0.01;y1=1.05*yss;y2=0.95*yss;i=2001;whilei>0i=i-1;ify(i)>=y1y(i)<=y2;m=i;breakendendts=(m-1)*0.01;——————————————————————————————————————-------------------------------