控制CAD形考作业第五部分.doc

控制系统CAD作业3第5章一、填空题1. 在控制系统时域分析时，常用的时域动态性能指标有：上升时间tr、峰值时间tm、调节时间ts和超调量%。2. MATLAB中step()函数是单位阶跃响应函数。它可以用来绘制单位阶跃响应波形图或求取输出量的数值向量。3. impulse函数不带输出变量时，可在当前窗口中直接绘制出系统的单位冲激响应曲线。4. 在MATLAB 中，欲求取系统的时域性能，可以利用鼠标和菜单的操作，在单位阶跃响应曲线上求取，也可以编制简单程序求取。5. 要判别系统的稳定性，可使用的MATLAB函数有roots()、zpkdata()、tf2zp()和pzmap()四个函数。若要直接求出系统闭环特征方程的根，应使用roots()函数。6. 若在Simulink仿真集成环境中分析系统在斜坡信号和阶跃信号作用下系统的稳态误差，在Simulink建模时，可分别选用Step和Ramp模块作为系统的输入信号模块。二、写出下列程序（命令）的功能或执行结果1. G=zpk(,-1+3*I,-1-3*i,3) step(G)绘制出的单位阶跃响应曲线2.num=7*1,5;den=conv(1,0,0,conv(1,10,1,1);gm,pm,wg,wc=margin(num,den)求系统的幅值裕度和相角裕度3.num=5*1,5,6;den=1,6,10,8;impulse(num,den);grid on ;求三阶系统的单位阶跃响应和单位冲激响应。三、编程题1. 典型二阶系统传递函数为：，阻尼比的值为0.4，试编制程序绘制出自然振荡角频率n从1变化到10（每次递增2）的单位阶跃响应曲线，并对系统的动态性能的变化作定性分析。clc;clf;clearwn=1,3,5,7,9; % 自然振荡角频率dr=0.4; % 阻尼比t=linspace(0,20,200);% 将时间t在0-20间200等分hold on;% 打开图形叠加功能（同一个坐标上画多条曲线) for j=1:5num=wn(j)2;den=1,2*dr*wn(j),0;% 开环传递函数分母多项式系数Gk=tf(num,den);% 求得开环传递函数Gb=feedback(Gk,1);% 求得闭环传递函数step(Gb);grid;% 画图gtext(strcat(wn=,num2str(j) % 添加鼠标文字注释，strcat()为字符串连接函数end随着自然振荡角频率n的增大，系统的响应速度加快。2. 设单位反馈系统的开环传递函数：，试求系统的单位阶跃响应的性能指标、tS（2误差带）。clc;clearnum=49;den=1 10.5 0;Gk=tf(num,den)% 求得开环传递函数Gb=feedback(Gk,1,-1)% 求得单位反馈的闭环传递函数y,t=step(Gb);% 求取单位阶跃响应% 计算调节时间Cend=dcgain(Gb);% 求取系统的终值n=length(t); % 求得仿真时间t序列的长度while(y(n)0.98*Cend)&(y(n)num=7 7;den=conv(conv(1 0,1 3),1 4 5);Gk=tf(num,den);Gb=feedback(Gk,1,-1)Transfer function: 7 s + 7-s4 + 7 s3 + 17 s2 + 22 s + 7r=roots(1 7 17 22 7)r = -4.0287 -1.2632 + 1.5198i -1.2632 - 1.5198i -0.