实验二二阶系统的动态特性响应

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1、实验二二阶系统的动态特性响应一.实验目的1.了解掌握典型二阶系统的过阻尼、临界阻尼、欠阻尼状态；2.了解掌握典型三阶系统的稳定状态、临界稳定、不稳定状态；3.研究系统参数变化对系统动态性能和稳定性的影响。二.实验内容1.搭建典型二阶系统，观测各个参数丁的阶跃响应曲线，并记录阶跃响应曲线的超调:、峰值时间tp以及调节时间ts，研宄其参数变化对典型二阶系统动态性能和稳定性的影响；2.搭建典型三阶系统，观测各个参数下的阶跃响应曲线，并记录阶跃响应曲线的超调量o%、峰值时间tp以及调节时间ts，研究其参数变化对典型三阶系统动态性能和稳定性的影响。3.利用ma

2、tlab编程，计算二阶控制系统的时域动态响应。三.实验步骤1.二阶系统的动态特性的simulink仿真分析在实验屮观测实验结果时，只要运行Matlab,利用Matlab软件屮的simulink仿真功能，以及Matlab编程功能，可以完成二阶系统的动态特性的simulink仿真分析。系统传递函数:100?+10^+100所以:26%+l^COnS+(0^3）实验结果绘出二阶系统和三阶系统不同参数下的阶跃响应曲线，并填写和应的超调量o%、峰值时间tp以及调节时间ts二阶系统状态参数值实测阶跃响应曲线超调量0%峰值时间tp调节时间ts欠阻尼临界阻尼过阻尼三

3、阶系统状态参数值实测阶跃响应曲线超调量0%峰值时间tp调节时间ts不稳定状态临界稳定状态稳定状态改变不同参数系统响应结果参考如下:1.二阶及髙阶系统的动态特性的Matlab仿真分析1.)P105例:3〜5假设三阶系统闭环传递函数为：G(s)=、5(、+，确定其单位阶跃响应。+105+8num0=5*[l56];den0=[l6108J;sys0=tf(num0，den0);den=[l6108()1;[z，p，k]=tf2zp(num0，den0)sys=zpk(z，p，k)[r，p，kJ=residue(numO，den)step(sysO)z=-

4、3.0000，-2.0000p=-4.0000,-1.0000+l.OOOOi,-1.0000-l.OOOOik=5Zero/pole/gain:5(s+3)(s+2)(s+4)(sA2+2s+2)r=-0.2500,-1.7500-0.2500i,-1.7500+0.2500i,3.7500p=-4.0000，-1.0000+1.OOOOi，-1.0000-1.0000i，0k=U4.54°0123456Trne(sec)StepResponse53525153.2.1.o.2.)P107例：3〜6假设四阶系统闭环传递函数为：8(5+2.1)确定其

5、单位阶跃响应。(5+8)(5+2)(?+5+1)sys=zpk([-2.1],[-8-2-0.5+0.866*i-0.5-0.866*i]，8);sysl=tf(U.05J，ll11J);step(sys，’b-’，sysl，’r:’)4-1step6Rl0.40.2610Time(sec)2cvapns妄1.)P124例：3〜14sys=zpk([-2J]，[-8-2•0.5+0.866*i-0.5-0.866*i]，8);sysl=tf([1.05]，[l11]);step(sys，’bJ，sysl，’r:’)num=[600J;den=[0.1

6、1600];sys=tf(num，den);figure(l);t=0:0.01:l.2;step(sys，t);gridfigure(2);t=0:0.005:0.6;u=t;lsim(num，den，u，t);gridsysne=tf(-l,den);figure(3);t=0:0.01:1.2;step(sysne，t);gridStepResponseLinearSimulationResuts0.20.10.10.20.30.4Time(sec)050.6.63o.IDpnlld£

7、5.o.5.-210ini1.)?131例：3〜16假设系统闭环传递函数力:G(s)16?+8釦+16确定其单位阶跃响应，单位脉冲响应，单位斜坡响应。zeta=0.707;num=[16];den=[l8*zeta16];sys=tf(num,den);p=roots(den)t=0:0.01:3;figure(l)impulse(sys，t);gridxlabel(’t’);ylabel(’c(t)’);titleCimpulseresponse’)；figure(2)step(sys，t);gridxlabel(V);ylabel(’c⑴’);t

8、itle(rstepresponse’)；figure(3)u=t;lsim(sys，u，t，O);grid