《机械工程控制基础》Matlab仿真实验报告单(实验三).doc

红河学院工学院实验报告单机械工程控制基础Matlab仿真实验报告单课程名称：机械工程控制基础实验姓名：日期：成绩：年级专业：2011级机械工程学号：实验场地：任美福楼222实验三：二阶线性系统时域性能指标的Matlab仿真实验一、实验内容。1、二阶线性系统单位阶跃响应的时域性能指标。2、二阶线性系统，当时，单位阶跃响应的Matlab仿真。3、二阶线性系统，当时，单位阶跃响应的Matlab仿真。二、实验目的。1、熟悉Matlab操作；2、常握Matlab中二阶线性系统的时域性能指标的求法。3、常握Matlab中二阶线性系统无阻屁固有频率不变，阻尼比变化时对单位阶跃响应的影响，以及阻尼比不变时，无阻尼固有频率变化时对单位阶跃响应的影响。三、相关Matlab仿真程序与仿真图形。四、根据实验结果，讨论：（1）当二阶线性系统无阻尼固有频率不变时，阻尼比对调节时间的影响；（2）当二阶线性系统阻尼比不变时，无阻尼固有频率对调节时间的影响；附件：程序1二阶线性系统单位阶跃响应的时域性能指标。clearnum=8;den=1 4 8;disp(二阶系统传递函数) %运行结果显示“二阶系统传递函数”这样的字样。disp是一命令。Gs=tf(num,den)disp(无阻尼固有频率与阻尼比) Wn Xita =damp(Gs) %damp是一个命令，用于求取传递函数的无阻尼固有频率、阻尼比、极点。Wn是一变量符号，表示无阻尼固有频率，Xita一变量符号，表示阻尼比。Wn=Wn(1) %取无阻尼固有频率。Xita= Xita(1) %取阻尼比disp(二阶系统性能指标如下)tr=(pi-atan(sqrt(1-Xita2)/ Xita)/Wn/sqrt(1-Xita2) %上升时间tp=pi/Wn/sqrt(1-Xita2) %峰值时间ts= 3.5/Xita/Wn %调整时间Mp= exp(-pi*Xita/sqrt(1-Xita2)*100 %最大超调量程序2二阶线性系统，当时，单位阶跃响应的Matlab仿真。线性系统写为clearclcnum=1;Wn=8;xita1=0.1;den1=1/Wn2 2*xita1/Wn 1; % xita1=0.1时，闭环传递函数分母多项式系数xita2=0.2;den2=1/Wn2 2*xita2/Wn 1; % xita1=0.2时，闭环传递函数分母多项式系数xita3=0.4;den3=1/Wn2 2*xita3/Wn 1;xita4=0.7;den4=1/Wn2 2*xita4/Wn 1;xita5=1.0;den5=1/Wn2 2*xita5/Wn 1;xita6=2.0;den6=1/Wn2 2*xita6/Wn 1;t=0:0.05:4;y1 x t=step(num,den1,t); %step是单位阶跃命令，等号前面的 是用来把单位阶跃响应的输入时间和对应的输出值返回成数值矩阵。step前面加了等号，不能直接绘单位阶跃响应图。y2 x t=step(num,den2,t);y3 x t=step(num,den3,t);y4 x t=step(num,den4,t);y5 x t=step(num,den5,t);y6 x t=step(num,den6,t);figure(1) %生成图框，准备画图plot(t,y1,b,t,y2,r-,t,y3,k+,t,y4,g:,t,y5,m-.,t,y6,b*); %plot是绘图命令，把前面生成的响应数值绘成图。单引号里边的字母表示图形的颜色，符号表示的线型。默认颜色是黑色，默认的线型是实线。xlabel(t(s),ylabel(y(t);title(阻尼比 xita=0.1, 0.2, 0.4, 0.7, 1.0, 2.0)legend(xita1=0.1,xita2=0.2,xita3=0.4,xita4=0.7,xita5=1,xita6=2) %图形的线型、颜色附加说明。程序3二阶线性系统，当时，单位阶跃响应的Matlab仿真。线性系统写为clearclcnum=1;xita=0.6; %阻屁比xita=0.6Wn1=1;den1=1/Wn12 2*xita/Wn1 1; % Wn1=1时，闭环传递函数分母多项式系数Wn2=1.5;den2=1/Wn22 2*xita/Wn2 1; % Wn2=1.5时，闭环传递函数分母多项式系数Wn3=2.5;den3=1/Wn32 2*xita/Wn3 1;Wn4=4;den4=1/Wn42 2*xita/Wn4 1;Wn5=6;den5=1/Wn52 2*xita/Wn5 1;Wn6=12;den6=1/Wn62 2*xita/Wn6 1;t=0:0.05:6;y1 x t=step(num,den1,t); %step是单位阶跃命令，等号前面的 是用来把单位阶跃响应的输入时间和对应的输出值返回成数值矩阵。step前面加了等号，不能直接绘单位阶跃响应图。y2 x t=step(num,den2,t);y3 x t=step(num,den3,t);y4 x t=step(num,den4,t);y5 x t=step(num,den5,t);y6 x t=step(num,den6,t);figure(1) %生成图框，准备画图plot(t,y1,b-.,t,y2,r-,t,y3,k+,t,y4,g:,t,y5,m-.,t,y6,b); %plot是绘图命令，把前面生成的响应数值绘成图。单引号里边的字母表示图形的颜色，符号表示的线型。默认颜色是黑色，默认的线型是实线。