2022年基于MATLAB的控制系统时域分析.pdf

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1、基于 MATLAB 的控制系统时域分析基于 MATLAB/Simulink 的控制系统时域分析实验报告学号 :031410224 姓名 :孙旭东实验内容一 :已知单位负反馈系统,其开环传递函数为(s)=（1）保持 T=0、625 不变 ,要求在同一坐标下绘制开环增益K分别为 2、5、10 时系统的单位阶跃响应曲线,并分析开环增益K变化对系统稳定性的影响。MATLAB 程序 : clc; clear; k=2,5,10; t=0、625; gg=; wwn=; zz=; for i=1:length(k) num=k(i); den=conv(t 1,1 0); g0=tf(num,den);

2、g=feedback(g0,1); wn,z,p=damp(g) gg=gg,g wwn=wwn,wn zz=zz,z end step(gg(1),-,gg(2),-,gg(3),- 、) 阶跃响应曲线 : 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - - 基于 MATLAB 的控制系统时域分析分析 : 增益变化对系统性能的影响: T=0、625 S K=2 K=5 K=10 闭环传递函数自然频率 (rad/s) 阻尼比超调量 (%) 峰值时间

3、(s) 调节时间 (s) （2）保持 K=10不变 ,画出当时间常数T分别为 0、2、0、5、1s 时系统的单位阶跃响应曲线,要求绘制在同一坐标系下,分析时间常数T 的变化对系统稳定性的影响。MATLAB 程序 :clc; clear; k=10; t=0、2,0、5,1; gg=; wwn=; zz=; for i=1:length(t) num=k; 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - - 基于 MATLAB 的控制系统时域分析den

4、=conv(t(i) 1,1 0); g0=tf(num,den); g=feedback(g0,1); wn,z,p=damp(g) gg=gg,g wwn=wwn,wn zz=zz,z end step(gg(1),-,gg(2),-,gg(3),- 、) 阶跃响应曲线 : 分析 : 时间常数变化对系统性能的影响: K=10 T=0、2 s T=0、5 s T=1 s 闭环传递函数自然频率 (rad/s) 阻尼比超调量 (%) 峰值时间 (s) 调节时间 (s) 结论 : 实验内容二 :具有可变结构参数的二阶系统的动态特性研究精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - -

5、- - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - - 基于 MATLAB 的控制系统时域分析已知二阶系统如图所示, 为控制装置参数。通过对以上两个参数的设置可以实现四种不同的控制方式: （1）当=0 时,为比例控制 ; （2）当=0 时,为比例 微分控制 ; （3）当0 时,为测速反馈控制; （4）0 时,为比例 微分控制 +测速反馈控制在同一坐标系下,记录二阶系统在四种不同控制下的单位阶跃响应曲线,分析并比较二阶系统的动态特性变化。MATLAB 程序 : clc; clear; k=0,0、2; t=0,0 、2

6、; gg=; wwn=; zz=; for i=1:length(k) for j=1:length(t) num=10; den=conv(0、625 1,1 0); g0=tf(num,den); num=k(i),0; den=1; g1=tf(num,den); g2=feedback(g0,g1); num=t(j),1; den=1; g3=tf(num,den); g4=series(g2,g3); g5=feedback(g4,1); wn,z,p=damp(g5) gg=gg,g5 wwn=wwn,wn zz=zz,z end end step(gg(1),-,gg(2),-

7、,gg(3),- 、,gg(4),:) 阶跃响应曲线 : 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - - 基于 MATLAB 的控制系统时域分析分析 : 增益变化对系统性能的影响: 参数=0=0=0、2=0、2闭环传递函数自然频率 (rad/s) 阻尼比超调量 (%) 峰值时间 (s) 调节时间 (s) 实验结论 : 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - - -