传递函数MATLAB实验.ppt

MATLAB实验,传递函数,练习：,各种典型环节的阶跃响应曲线,1、比例环节（K） 从图形库浏览器中拖曳Step（阶跃输入）、Gain（增益模块）、Scope模块到仿真操作画面，连接成仿真框图。,结论：比例环节 K 改变，则放大倍数改变。,2、积分环节（ 1/Ts ）,拖曳Step（阶跃输入）、 Transfer Fcn（传递函数） 、Scope模块到仿真操作画面，连接成仿真框图。,结论： T越大，则积分越慢,3、一阶惯性环节（ 1/（Ts+1 ）,拖曳Step（阶跃输入）、 Transfer Fcn（传递函数） 、Scope模块到仿真操作画面，使传递函数变成1/（Ts+1 ），连接成仿真框图。,结论： T越大，惯性越大,4、微分环节（ Ks/（Ts+1 ）,拖曳Step（阶跃输入）、 Transfer Fcn（传递函数） 、Scope模块到仿真操作画面，将 Transfer Fcn（传递函数）模块的参数重新设置，使其传递函数变成 Ks/（Ts+1 ），连接成仿真框图。,结论：微分环节输出能反应输入对时间的变化率,（1）令 n 不变，取不同的值（0 1）,（2）令 =0.2不变， n取不同的值,令 n=5不变，取0.5和0.2 结论：n相同， 越大响应越快,令 =0.2 不变，n取5和10 （n 越大，响应越快）,6、延迟环节,将仿真框图中的 Transfer Fcn（传递函数）模块换成 Transport Delay（时间延迟）模块，改变延迟时间，观察单位阶跃响应曲线变化情况。,结论： 的大小影响延迟时间,用MATLAB求控制系统的瞬态响应,（1）阶跃响应 step(num,den) 说明：时间向量t的范围由软件自动设定，阶跃响应曲线随即绘出 step(num,den,t) 说明：时间向量t的范围可以由人工给定 y，x=step(num,den) 说明：返回变量y为输出向量，x为状态向量 在MATLAB程序中，先定义num,den数组，并调用上述指令，即可生成单位阶跃输入信号下的阶跃响应曲线图。,考虑下列系统：,num=0 0 25; %定义分子多项式 den=1 4 25; %定义分母多项式 step(num,den) %调用阶跃响应函数求取单位阶跃响应曲线 grid %画网格标度线 xlabel(t/s),ylabel(c(t) %给坐标轴加上说明 title(Unit-step Respinse of G(s)=25/(s2+4s+25) %给图形加上标题名,为了在图形屏幕上书写文本，可以用text命令在图上的任何位置加标注。 text(0.5,-0.08,X1,FontSize,18); 或 text(-0.15,0.5,Y1,FontSize,18) 说明：第一个语句在坐标点x=3.4,y=-0.06上书写出Y1。第二个语句在坐标点x=3.4,y=1.4上书写出Y2。,（2）脉冲响应 impulse (num,den) 说明：时间向量t的范围由软件自动设定，阶跃响应曲线随即绘出 impulse (num,den,t) 说明：时间向量t的范围可以由人工给定（例如t=0:0.1:10） y,x=impulse(num,den) 说明：返回变量y为输出向量，x为状态向量 y,x,t=impulse(num,den,t) 说明：向量t 表示脉冲响应进行计算的时间,考虑下列系统：,num=0 0 1; den=1 0.2 1; impulse(num,den) grid xlabel(t/s ,FontSize,18),ylabel(c(t) ,FontSize,18) title(Unit-impulse Response of G(s)=1/(s2+0.2s+1),FontSize,22),（3）特征参量 和 对二阶系统性能的影响,a、参量 对二阶系统性能的影响,num=0 0 1; den1=1 0 1; den2=1 0.5 1; den3=1 1 1; den4=1 2 1; den5=1 4 1; t=0:0.1:10; step(num,den1,t) grid,text(4,1.7,Zeta=0,FontSize,12); hold step(num,den2,t) text (3.3,1.5,0.25,FontSize,12) step(num,den3,t) text (3.5,1.2,0.5,FontSize,12) step(num,den4,t) text (3.3,0.9,1.0,FontSize,12) step(num,den5,t) text (3.3,0.6,2.0,FontSize,12) title(Step-Response Curves,FontSize,15),b、参量 对二阶系统性能的影响,num1=0 0 1; den1=1 0.5 1; t=0:0.1:3; step(num1,den1,t); grid; hold on text(3.1,1.4,wn=1,FontSize,12) num2=0 0 4; den2=1 1 4; step(num2,den2,t); hold on text(1.7,1.4,wn=2,FontSize,12) num3=0 0 9; den3=1 1.5 9; step(num3,den3,t); hold o