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1、.实验一MATLAB及仿真实验（控制系统的时域分析）一、实验目的学习利用MATLAB进行控制系统时域分析，包括典型响应、判断系统稳定性和分析系统的动态特性；二、预习要点1、系统的典型响应有哪些？2、如何判断系统稳定性？3、系统的动态性能指标有哪些？三、实验方法（一）四种典型响应1、阶跃响应：阶跃响应常用格式：1、；其中可以为连续系统，也可为离散系统。2、；表示时间范围0---Tn。3、；表示时间范围向量T指定。4、；可详细了解某段时间的输入、输出情况。2、脉冲响应：脉冲函数在数学上的精确定义：其拉氏变换为：所以脉冲
2、响应即为传函的反拉氏变换。脉冲响应函数常用格式：①；②③（二）分析系统稳定性有以下三种方法：1、利用pzmap绘制连续系统的零极点图；2、利用tf2zp求出系统零极点；3、利用roots求分母多项式的根来确定系统的极点（三）系统的动态特性分析Matlab提供了求取连续系统的单位阶跃响应函数step、单位脉冲响应函数impulse、零输入响应函数initial以及任意输入下的仿真函数lsim...四、实验内容(一)稳定性1.系统传函为，试判断其稳定性%Matlab计算程序num=[32546];den=[134272
3、];G=tf(num,den);pzmap(G);p=roots(den)2.用Matlab求出的极点。%Matlab计算程序%求取极点num=[122];den=[17352];p=roots(den)（二）阶跃响应1.二阶系统1）键入程序，观察并记录单位阶跃响应曲线2）计算系统的闭环根、阻尼比、无阻尼振荡频率，并记录3）记录实际测取的峰值大小、峰值时间及过渡过程时间，并填表：由图1-3及其相关理论知识可填下表：=1.0472实际值理论值峰值Cmax峰值时间tp过渡时间ts4）修改参数，分别实现和的响应曲线，并记
4、录5）修改参数，分别写出程序实现和的响应曲线，并记录%Matlab计算程序第1）题：..%单位阶跃响应曲线clcclearnum=[10];den=[1210];step(num,den);title('StepResponseofG(s)=10/(s^2+2s+10)');holdont=[0:0.001:6];y1=1.02;plot(t,y1)第2）题：%计算系统的闭环根、阻尼比、无阻尼振荡频率num=[10];den=[1210];G=tf(num,den);[wn,z,p]=damp(G);第4）题：%k
5、osi=1阶跃响应曲线wn=sqrt(10);kosi=1;G=tf([wn*wn],[12*kosi*wnwn*wn]);step(G);title('StepResponseofkosi=1');%kosi=2的阶跃响应曲线wn=sqrt(10);kosi=2;G=tf([wn*wn],[12*kosi*wnwn*wn]);step(G);title('StepResponseofkosi=2');第5）题：%wn1=0.5w0的阶跃响应曲线w0=sqrt(10);kosi=1/sqrt(10);wn1=0.5
6、*w0;G=tf([wn1*wn1],[12*kosi*wn1wn1*wn1]);step(G);title('StepResponseofwn1=0.5w0');%wn2=2w0的阶跃响应曲线w0=sqrt(10);kosi=1/sqrt(10);wn2=2*w0;G=tf([wn2*wn2],[12*kosi*wn2wn2*wn2]);step(G);title('StepResponseofwn2=2w0');..2.作出以下系统的阶跃响应，并与原系统响应曲线进行比较，作出相应的实验分析结果（1），有系统零点
7、的情况（2），分子、分母多项式阶数相等（3），分子多项式零次项为零（4），原响应的微分，微分系数为1/10%各系统阶跃响应曲线比较G0=tf([10],[1210]);G1=tf([210],[1210]);G2=tf([10.510],[1210]);G3=tf([10.50],[1210]);G4=tf([10],[1210]);step(G0,G1,G2,G3,G4);gridon;title('实验1.2StepResponse曲线比较');3.单位阶跃响应：求该系统单位阶跃响应曲线,并在所得图形上加网格线
8、和标题%单位阶跃响应G=tf([25],[1425]);step(G);gridon;title('实验1.3StepResponseofG(s)=25/(s^2+4s+25)');（三）系统动态特性分析用Matlab求二阶系统和的峰值时间上升时间调整时间超调量。%G1阶跃响应G1=tf([120],[112120]);step(G1);gridon;tit
