资源描述：
《高阶系统闭环零极点对系统特性的影响.doc》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、华北电力大学现代工程控制理论现代工程控制理论实验报告实验名称：高阶系统闭环零极点对系统特性的影响第11页/共11页华北电力大学现代工程控制理论目录一、实验目的3二、实验原理31、高阶系统动态性能分析32、系统的零极点的分布对系统的影响如下：4三、实验过程41、绘制增加极点前后系统y1,y2的阶跃响应曲线。42、绘制增加零点前后系统y1,y3的阶跃响应曲线。63、绘制增加远离虚轴的偶极子前后系统y1和y4的阶跃响应曲线74、绘制增加靠近虚轴的偶极子前后系统y1和y5的阶跃响应曲线8四、实验结果及分析101、绘制增加极点前后系统y1,y2的阶
2、跃响应曲线。102、绘制增加零点前后系统y1,y3的阶跃响应曲线。103、绘制增加远离和靠近虚轴的偶极子前后系统的阶跃响应曲线104、通过以上理论分析和仿真验证可得到以下结论：10五、实验中存在问题11第11页/共11页华北电力大学现代工程控制理论一、实验目的1、增加或减少闭环零极点及闭环零极点的位置来研究高阶系统的动态性能指标。2、学习用工程软件MATLAB通过编程来绘制系统的阶跃响应曲线。3、研究系统的零极点及偶极子对系统控制特性的影响。二、实验原理1、高阶系统动态性能分析高阶系统的闭环传递函数的一般形式可表示为：(n≥m)表示成零极
3、点形式后，为：式中：-zi(i=1,2,...,m)---闭环传递函数的零点-pj(j=1,2,…,n)---闭环传递函数的极点。假设系统闭环零极点都互不相同，且均为单重的。则单位阶跃响应的拉氏变换为：第11页/共11页华北电力大学现代工程控制理论2、系统的零极点的分布对系统的影响如下：①、若某极点远离虚轴与其它零、极点，则该极点对应的响应分量较小。②、若某极点邻近有一个零点，则可忽略该极点引起的暂态分量。这样的零极点即为偶极子。③、若偶极子靠近虚轴，则不可忽略该极点引起的暂态分量。三、实验过程1、绘制增加极点前后系统y1,y2的阶跃响应
4、曲线。在MATLAB中编程如下：clc;closeall;clearall;第11页/共11页华北电力大学现代工程控制理论num0=[1];den0=[111];t=0:0.01:20;y1=step(num0,den0,t);num1=num0;den1=conv(den0,[1/21]);y2=step(num1,den1,t);t0=Tvalue(y1,0.01);t1=Tvalue(y2,0.01);plot(t,y1,'-r',t,y2,'.g');xlabel('t');ylabel('y');title('y1和y2的阶跃响
5、应曲线');legend(t0,t1);程序运行结果如图一所示：图一：y1和y2的阶跃响应曲线通过以上matlab仿真结果可以发现，y1和y2的阶跃响应曲线基本重合，即增加极点对系统的动态性能可以忽略，基本符合理论分析。第11页/共11页华北电力大学现代工程控制理论2、绘制增加零点前后系统y1,y3的阶跃响应曲线。在MATLAB中编程如下：clc;closeall;clearall;num0=[1];den0=[111];t=0:0.01:20;y1=step(num0,den0,t);num1=conv(num0,[1/21]);den
6、1=den0;y3=step(num1,den1,t);t0=Tvalue(y1,0.01);t1=Tvalue(y3,0.01);plot(t,y1,'-r',t,y3,'.b');xlabel('t');ylabel('y');title('y1和y3的阶跃响应曲线');legend(t0,t1);运行结果如图二所示：图二：y1和y3的阶跃响应曲线第11页/共11页华北电力大学现代工程控制理论通过以上matlab仿真结果可以发现，y1和y3的阶跃响应曲线基本重合，即增加零点对系统的动态性能可以忽略，基本符合理论分析。3、绘制增加远离虚
7、轴的偶极子前后系统y1和y4的阶跃响应曲线在MATLAB中编程如下：clc;closeall;clearall;num0=[1];den0=[111];t=0:0.01:20;y1=step(num0,den0,t);num1=conv(num0,[1/8.011]);den1=conv(den0,[1/81]);y4=step(num1,den1,t);t0=Tvalue(y1,0.01);t1=Tvalue(y4,0.01);plot(t,y1,'-r',t,y4,'-.k');xlabel('t');ylabel('y');titl
8、e('y1和y4的阶跃响应曲线');legend(t0,t1);程序运行结果如图三所示：第11页/共11页华北电力大学现代工程控制理论图三：y1和y4的阶跃响应曲线通过以上matlab仿真结果
