MATLAB 线性二阶系统性能的MATLAB仿真.doc

线性二阶系统性能的MATLAB仿真设计的题目：控制系统开环传递函数为，要求。1.未校正系统的分析：由静态速度误差，可以取K=0.51.1利用MATLAB绘画未校正系统的开环和闭环零极点图1.1.1开环零极点图程序如下： num=5;den=conv(1 0,0.5 1);pzmap(num,den)得如下未校正系统的开环零极点：从图象中看出，未校正的开环传递函数的没有零点，极点有2个，分别为：s=0,s=-2。1.1.2为校正前系统的闭环零极点：闭环传递函数：程序如下： num=10;den=conv(1 (1+3i),1 (1-3i);pzmap(num,den),grid从图象中看出，未校正的闭环传递函数没有零点，极点有2个，分别为：s=1-3i ,s=1 +3i1.2绘画根轨迹，分析未校正系统随着根轨迹增益变化的性能（稳定性、快速性）。( 1 ) 程序如下： num=5num = 5 den=conv(1,0,0.5 ,1)den = 0.5000 1.0000 0 den1=0.5000 1.0000 0 5den1 = 0.5000 1.0000 0 5.0000 figure(2);rlocus(num,den1)grid1.3 编写M文件作出单位阶跃输入下的系统响应，分析系统单位阶跃响应的性能指标。num=10;den=1 2 10;step(num,den);title(unit-step response of 10/(S2+2S+10)1.4 绘出系统开环传函的bode图，利用频域分析方法分析系统的频域性能指标（相角裕度和幅值裕度，开环振幅）。程序如下： num=5;denc=0.5 1 0;bode(tf(num,denc); grid gm,pm,gf,pf=margin(num,denc)gm = Infpm = 34.9348gf = Infpf = 2.86322.利用频域分析方法，理论分析和计算,并与Matlab计算值比较。通过单位阶跃响应可知调节时间已满足，而闭环函数知道阻尼比0.32小于0.5，故采用测速反馈控制进行校正。选定合适的校正方案理论分析并计算校正环节的参数，并确定何种装置实现。如下图：校正方框图开环传递函数闭环传递函数通过闭环函数可得，阻尼比为0.5时，=0.12，=3.16，=2.2，=5/s：符合要求。3. 绘画已校正系统的bode图，与未校正系统的bode图比较，判断校正装置是否符合性能指标要求，分析出现大误差的原因。 num= 5;den=conv(1 0,0.5 1.6) );bode(tf(num,den);grid; gm,pm,gf,pf=margin(num,den)gm = Infpm = 52.3055gf = Infpf =2.47282.校正后bode图：校正前后bode图比较：代码如下： num=5; den=conv(1 0,0.5 1); num1= 5; den1=conv(1 0,0.5 1.6) ); sys=tf(num,den); sys1=tf(num1,den1); bode(sys,sys1); grid;蓝色的是校正前，绿色的是校正后比较：校正后，同一频率的相位增大，截至频率由原来的2.8632rad/s增至2.4728rad/s;幅频曲线斜率减小；他既满足稳定要求，也满足相对稳定要求，所有性能皆符合性能要求。已校正系统闭环零极点图： num=10; den=1 3.2 10;pzmap(num,den),grid闭环主导极点的位置远离jw轴，所以向应速度减的很快.4.电路设计仿真其阶跃相应： num=5; den=1 3.2 10; step(num,den)； grid;（2） 使用m