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1、实验报告课程名称：自动控制原理实验名称：基于MATLAB的线性系统的时域分析院（系）：电子科学与工程学院专业：电子科学与技术姓名：学号：同组人员：实验时间：2013.11.15评定成绩：审阅教师：一、实验目的1.观察学习控制系统的时域（阶跃、脉冲、斜坡）响应。2.记录时域响应曲线，给出时域指标。3.掌握时域响应分析的一般方法。二、实验内容1、二阶系统为10/（）；计算系统的闭环根、阻尼比、无阻尼振荡频率并做记录。计算实际测取的峰值大小Cmax（tp）、峰值时间tp、过渡时间ts并与理论值比较。2、试作出以下系统的
2、阶跃响应，并比较与原系统响应曲线的差别与特点，做出相应的实验分析结果。（a）H1（s）=（2s+1）/（），有系统零点情况。（b）H2（s）=（）/,分子、分母多项式阶数相等。（c）H3（s）=s/，分子多项式零次项系数为零。3、已知单位反馈开环系统传递函数输入分别为r(t)=2t和时，系统的响应曲线，分析稳态值与系统输入函数的关系三、实验原理分析和代码实验1实验要求计算系统的闭环根、阻尼比、无阻尼振荡频率。系统的闭环根利用Matlab的解方程命令即可求出，根据阻尼比和无阻尼振荡频率的定义，对照表达式，就可以得到
3、，也能利用Matlab相应命令得到。实际测取的峰值大小、峰值时间、过渡时间可以分别由Matlab相关命令得到。理论的峰值大小、峰值时间和过渡时间由课本上给出的公式Cmax（tp）=1+，，±2%误差宽度时的过渡时间分别计算出来。Matlab代码如下：clc;clear;num=[10];den=[1,2,10];r=roots(den)%闭环根[w,z]=damp(den)%w为无阻尼震荡频率，z是阻尼比[y,x,t]=step(num,den);finalvalue=dcgain(num,den);%稳态值[C
4、max,n]=max(y);%峰值Cmaxtp=t(n)%峰值时间k=length(t);%以下几行求过渡时间while(y(k)>0.98*finalvalue)&&(y(k)<1.02*finalvalue)k=k-1;endt(k)实验2实验要求做出三个系统的阶跃响应，直接利用Matlab的相关命令构造系统并且作图即可。Matlab代码如下：clear;clc;b=[1,2,10];a1=10;a2=[2,1];a3=[1,0,0.5];a4=[1,0];[y1,x1,t1]=step(a1,b);%构造系
5、统[y2,x2,t2]=step(a2,b);[y3,x3,t3]=step(a3,b);[y4,x4,t4]=step(a4,b);subplot(2,2,1);%画图plot(t1,y1);title('原系统阶跃响应');xlabel('时间');ylabel('幅值');subplot(2,2,2);plot(t2,y2);title('一系统阶跃响应');xlabel('时间');ylabel('幅值');subplot(2,2,3);plot(t3,y3);title('二系统阶跃响应');xlabe
6、l('时间');ylabel('幅值');subplot(2,2,4);plot(t4,y4);title('三系统阶跃响应');xlabel('时间');ylabel('幅值');实验3实验已知单位反馈开环系统传递函数，要求作出给定输入下的系统响应函数。首先将开环传递函数转换为闭环传递函数，然后构造系统，利用Matlab里的lsim命令就能作出相应输入下的响应曲线了。Matlab代码如下：clear;clc;b1=[100];a1=[0.1,1.5,105];sys1=tf(b1,a1);%构造闭环系统1b2=
7、[50];a2=[0.1,1.5,5,50];sys2=tf(b2,a2);%构造闭环系统2b3=[20,10];a3=[1,6,100,20,10];sys3=tf(b3,a3);%构造闭环系统3t=0:0.05:50;e1=[2.*t];%构造激励1e2=[t.*t+2.*t+2];%构造激励2subplot(2,1,1);lsim(sys1,e1,t);title('0型系统，斜坡信号');xlabel('时间');ylabel('幅值');subplot(2,1,2);lsim(sys1,e2,t);ti
8、tle('0型系统，加速度信号');xlabel('时间');ylabel('幅值');%subplot(2,1,1);lsim(sys2,e1,t);title('1型系统，斜坡信号');xlabel('时间');ylabel('幅值');%subplot(2,1,2);lsim(sys2,e2,t);title('1型系统，加速度信号');xlabel('时间');y
