matlap设计报告

1、Matlab仿真实验报告实验25Gs2 +4XS+25，1线性系统的稳定性分析(1)若线性系统的闭环传递函数为，试绘制其零极点分布 试绘制其零极点分布图，并据此判断系统的稳定性。 编译代码如下(1)num=25+den=1 4 25 G=tf(nu m,de n) p zma p(G)运行结果如下：Pole-Zero M ap-543210-1-2-3-4epxA wpaMTOap-2-1.8-1.6-1.4-1.2-1-0.8-0.6-0.4-0.20Real Axis结论：系统稳定9(2+025+1(2)若线性系统的闭环传递函数为，求出该闭环传递函为G (s) =s(S2+1.2s+9，求

2、出该闭环函数的所有极点，并据此判断系统的稳定性。编译代码如下：p=1 1.2 9 0 r=roots( p)运行结果：r =0-0.6000 + 2.9394i-0.6000 - 2.9394i结论：系统稳定2分析Ts +1的单位阶跃响应分析(1)试在同一坐标系中绘制当时间常数分别为0.1, 1,2, 5, 10 时，闭环系统的单位阶跃响应曲线，分析时间常数T对系统响应性能的影响。num=1 den1=0.1 1 den2=1 1 den3=2 1den4=5 1 den5=10 1 g1=tf(num,den1)g2=tf(num,den2)g3=tf(num,den3)g4=tf(num,

3、den4)g5=tf(num,den5) ste p(g1,g2,g3,g4,g5)step Response0.90.80.70.60.50.40.30.20.11040500e d m2030Time (sec)60结论:时间常数T越小，系统响应得越快.G ( S)223二阶系统5八2+2叫s+叫的单位阶跃响应分析(1)当严n=1, =0.7时，绘制系统的单位阶跃响应曲线，从图像上读出此时系统响应的峰值、超调量、上升时间和调整时间。另外我们还可以用阶跃响应函数 step()获得系统输出量，若将输出量返回到变量y中，可以调用如下格式y,t=step(G)，该函数还同时返回了自动生成的时间变量

4、t，对返回的这一对变量y和t的值进行计算，可以得到时域性能指标。例如求峰值可以用如下命 令实现Y,k=max(y); p eaktime=t(k)试用此种方法编程求出系统响应的峰值、超调量、上升时间和调整时间。代码如下：num=1den=1 1.4 1g=tf(num,den)figure(1)step(g)y，t=ste p(g)运行结果如下：)Tim e (sec)y,t=ste p(G) Y,k=max(y) p eaktime=t(k) peaktime =4.4172(2)当1时，试在同一坐标系中绘制当分别等于0.1,0.3, 0.5, 0.7, 0.9,1,2, 10时系统的单位阶

5、跃响应曲线，并分析阻尼比对系统响应性能的影响。代码如下：n um=1den 1=1 0.2 1den 2=1 0.6 1den 3=1 1 1den 4=1 1.4 1den 5=1 1.8 1den 6=1 2 1den 7=1 4 1den 8=1 20 1g1=tf( num,de n1)g2=tf( num,de n2)g3=tf( num,de n3)g4=tf( num,de n4)g5=tf( num,de n5)g6=tf( num,de n6)g7=tf( num,de n7)g8=tf( num,de n8)figure(1)ste p(g1,g2,g3,g4,g5,g6,

6、g7,g8)tr，tp变大,结论：由图可知当无阻尼固有频率一定时，阻尼比越大,M P，ts，N 变小。(3)当 =.7时，试在同一坐标系中绘制当分别等于2, 4, 6, 8, 10 时系统的单位阶跃响应曲线，并分析无阻尼自然频率 对系统响应性能的影响。num1=4 num2=16 num3=36 num4=64 num5=100 den 1=1 2.8 4 den 2=1 5.6 16 den 3=1 8.4 36 den 4=1 11.2 64 den 5=1 14 100 g1=tf( num1,de n1) g2=tf( num2,de n2) g3=tf( num3,de n3)g4=

7、tf( num4,de n4) g5=tf( num5,de n5) figure(1)ste p(g1,g2,g3,g4,g5)结论：当阻尼比不变时，无阻尼固有频率越大tp，tr，ts越小，而对Mp，N没 影响。S+1s2 +2s +5的方波响应，其中方波周期为6秒，持0.1 秒。4线性系统的任意输入响应分析G (S)(1)求闭环控制系统续仿真12秒，采样周期为 代码如下：(1)num=1 1den=1 2 5g=tf( nu m,de n)U,T=ge nsig(square,6,12)y,x=lsim( nu m,de n,U,T) grid onplot(T,y)0.5-0.2 00.

8、40.30.20.10-0.124681012(2) nu m=25den=1 4 0g=tf( nu m,de n)U,T=ge nsig(s in ,1.57,10) y,x=lsim( nu m,de n,U,T) grid onplot(T,y)2.521.510.5789100123456实验二.1.开环系统的幅相特性曲线G(1)若单位负反馈系统的开环系统的传递函数为 制该开环传递函数的Nyquist图，并叠印等幅值圆，用 系统的稳定性，绘制闭环系统的单位阶跃响应。代码如下：num=100 1000 2500den=1 2 10 9g=tf( num,de n)figure(1)nyquist(g)(S)100(s + 5)2_(s + 1)(sA2 + s + 9)，绘Nyquist判据判断闭环400rtxa VFanuoa wNyquist Diagram3002001000-100-200-300-200-150-100-500501