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《控制工程基础ppt教案实验2 控制系统时域响应分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、4线性系统的时域分析6.4.1零输入响应分析MATLAB中使用initial命令来计算和显示连续系统的零输入响应。语法：initial(G,x0,Ts)%绘制系统的零输入响应曲线initial(G1,G2,…,x0,Ts)%绘制系统多个系统的零输入响应曲线[y,t,x]=initial(G,x0,Ts)%得出零输入响应、时间和状态变量响应说明：G为系统模型，必须是状态空间模型；x0是初始条件；Ts为时间点，如果是标量则为终止时间，如果是数组，则为计算的时刻，可省略；y为输出响应；t为时间向量，可省略；x为状态变量响应，可省略。图6.7零输入响应曲线【例6.8】某反馈系统，前向通道的传递函数为，
2、反馈通道传递函数为，求出其初始条件为[12]时的零输入响应，如图6.7所示。G1=tf(12,[14]);H=tf(1,[13]);GG=feedback(G1,H)G=ss(GG);initial(G,[12])%绘制零输入响应6.4.2脉冲响应分析1.连续系统的脉冲响应连续系统的脉冲响应由impluse命令来得出。语法：impulse(G,Ts)%绘制系统的脉冲响应曲线[y,t,x]=impulse(G,Ts)%得出脉冲响应说明：G为系统模型，可以是传递函数、状态方程、零极点增益的形式；y为时间响应；t为时间向量；x为状态变量响应，t和x可省略；Ts为时间点可省略。【例6.8续】求出初始条
3、件为零，该系统的单位脉冲响应并画曲线，如图6.8所示。impulse(G)%绘制脉冲响应曲线t=0:0.1:10;y=impulse(G,t)%根据时间t得出脉冲响应6.4.3阶跃响应分析1.连续阶跃响应阶跃响应可以用step命令来实现。语法：step(G,Ts)%绘制系统的阶跃响应曲线[y,t,x]=step(G,Ts)%得出阶跃响应图6.10阶跃响应曲线说明：参数设置与impulse命令相同。【例6.10】根据【例6.6】的系统模型得出阶跃响应曲线，如图6.10所示。G1=tf(12,[14]);H=tf(1,[13]);G=feedback(G1,H)step(G)%绘制阶跃响应曲线可以
4、由step命令根据时间t的步长不同，得出不同的阶跃响应波形，如图6.11所示。t1=0:0.1:5;y1=step(G,t1);plot(t1,y1)t2=0:0.5:5;y2=step(G,t2);plot(t2,y2)6.4.4任意输入的响应1.连续系统的任意输入响应连续系统对任意输入的响应用lsim命令来实现。语法：lsim(G,U,Ts)%绘制系统的任意响应曲线lsim(G1,G2,…U,Ts)%绘制多个系统任意响应曲线[y,t,x]=lsim(G,U,Ts)%得出任意响应说明：U为输入序列，每一列对应一个输入；Ts为时间点，U的行数和Ts相对应；参数t和x可省略。图6.12正弦输入信
5、号响应【例6.11】根据输入信号和系统的数学模型，得出任意输入的输出响应，输入信号为正弦信号，系统为阻尼系数变化的二阶系统，输出响应如图6.12所示。t=0:0.1:5;u=sin(t);G1=tf(1,[11.411])G2=tf(1,[10.61])lsim(G1,'r',G2,'bo',u,t)%绘制两个系统的正弦输出响应6.4.5系统的结构参数1.极点和零点(1)pole命令计算极点语法：p=pole(G)说明：当系统有重极点时，计算结果不一定准确。(2)tzero命令计算零点和增益语法：z=tzero(G)%得出连续和离散系统的零点[z,gain]=tzero(G)%获得零点和零极点
6、增益说明：对于单输入单输出系统，tzero命令也用来计算零极点增益。【例6.13】获得系统的零极点。num=[5100];den=[183280100];G=tf(num,den);p=pole(G)[z,gain]=tzero(G)%得出零点和零极点增益6.5线性系统的频域分析6.5.1频域特性频域特性由下式求出：Gw=polyval(num,j*w)./polyval(den,j*w)mag=abs(Gw)%幅频特性pha=angle(Gw)%相频特性说明：j为虚部变量。【例6.14】由二阶系统传递函数，得出频域特性。num=1;den=[11.4141];w=1;Gw=polyval(n
7、um,j*w)./polyval(den,j*w)%得出系统频率特性Aw=abs(Gw)%得出幅频特性Fw=angle(Gw)%得出相频特性6.5.2连续系统频域特性1.bode图bode图是对数幅频和对数相频特性曲线。语法：bode(G,w)%绘制bode图[mag,pha]=bode(G,w)%得出w对应的幅值和相角[mag,pha,w]=bode(G)%得出幅值、相角和频率说明：G为系统模型
