控制系统时间响应分析”实验报告

1、实验一、“控制系统时间响应分析”实验报告一、实验类型验证性实验二、实验目的1、求系统在时间常数 T不同取值时的单位脉冲、单位阶跃响应和任意输入响应，熟悉系统 时间响应的定义和图形曲线2、求系统的上升时间、峰值时间、最大超调量和调整时间等性能指标，熟悉系统瞬态性 能指标的定义。三、实验仪器与设备（或工具软件）计算机，MATLAB软件四、实验内容、实验方法与步骤已知系统传递函数G(s)500.05s2(1 )s 501、 求系统在时间常数T不同取值时的单位脉冲、单位阶跃响应和任意输入响应。应用impulse函数，可以得到t0 , t=0.0125、t=0.025 时系统单位脉冲响应；应用step函

2、数，同样可以得到t=0 , T0.0125、t=0.025时系统单位阶跃响应。2、求系统的瞬态性能指标五、实验结果1、系统在时间常数T不同取值时的单位脉冲、单位阶跃响应和任意输入响t=0:0.01:0.8;% 仿真时间区段n G=50;tao=0; dG=0.051+50*tao 50; G1=tf(nG,dG);tao=0.0125;dG=0.051+50*tao 50; G2=tf(nG,dG);tao=0.025;dG=0.051+50*tao 50; G3=tf(nG,dG);% 三种 t值下，系统的传递函数模型y1,T=impulse(G1,t);y1a,T=step(G1,t);y

3、2,T=impulse(G2,t);y2a,T=step(G2,t);y3,T=impulse(G3,t);y3a,T=step(G3,t);% 系统响应 subplot(131),plot(T,y1,'-',T,y2,'-.',T,y3,'-')lege nd('tao=0','tao=0.0125','tao=0.025') xlabel('t(sec)'),ylabel('x(t)');grid on; subplot(132),plot(T,y1a,'

4、-',T,y2a,'-.',T,y3a,'-')lege nd('tao=0','tao=0.0125','tao=0.025')grid on;xlabel('t(sec)'),ylabel('x(t)');% 产生图形t=0:0.01:1;u=si n(2*pi*t);% 仿真时间区段和输入Tao=0.025;nG=50;dG=0.051+50*tao 50; G=tf(nG,dG);%系统传递函数模型y=lsim(G,u,t); %求系统响应plot(t,u,'

5、-',t,y,'-',t,u'-y,'-.','l in ewidth',1)lege nd('u(t)','xo(t)','e(t)')grid; xlabel('t(sec)'),ylabel('x(t)');%产生图形t=0:0.01:1;u=si n(2*pi*t);1+50*tao 50;G=tf( nG,dG);tao=0.025;n G=50;dG=0.05 y=lsim(G,u,t);subplot(133),plot(t,u,'

6、;-',t,y,'-',t,u-y','-.','li newidth',1) lege nd('u(t)','xo(t)','e(t)') grid on;xlabel('t(sec)'),ylabel('x(t)');系统在时间常数 T不同取值时的单位脉冲、单位阶跃响应和任意输入响应匍启 4-kOil CL4 QSi Q32、系统的瞬态性能指标t=0:0.001:1; % 设定仿真时间区段和误差限 yss=1;dta=0.02;tao=0; dG=

7、0.05 1+50*tao 50; G1=tf(nG,dG);tao=0.0125; dG=0.05 1+50*tao 50; G2=tf(nG,dG);tao=0.025;dG=0.051+50*tao 50; G3=tf(nG,dG); % 三种 t值下，系统的传递函数模型y1=step(G1,t);y2=step(G2,t);y3=step(G3,t); %三种t值下，系统的单位阶跃响应r=1;while y1(r)<yss;r=r+1;endtr1=(r-1)*0.001;% t=0 时的上升时间ymax,tp=max(y1);tp1=(tp-1)*0.001;% 峰值时间mp1

8、=(ymax-yss)/yss;% 最大超调量s=1001;while y1(s)>1-dta&y1(s)<1+dta;s=s-1;endts1=(s-1)*0.001;% 调整时间r=1;while y2(r)<yss;r=r+1;end tr2=(r-1)*0.001;ymax,tp=max(y2);tp2=(tp-1)*0.001;mp2=(ymax-yss)/yss;s=1001;while y2(s)>1-dta&y2(s)<1+dta;s=s-1;endts2=(s-1)*0.001;%7=0.0125 的性能指标r=1;while y

9、3(r)<yss;r=r+1;end tr3=(r-1)*0.001;ymax,tp=max(y3);tp3=(tp-1)*0.001;mp3=(ymax-yss)/yss;s=1001;while y3(s)>1-dta&y3(s)<1+dta;s=s-1;endts3=(s-1)*0.001;%7=0.025 的性能指标tr1 tp1 mp1 ts1;tr2 tp2 mp2 ts2;tr3 tp3 mp3 ts3% 显示ans =0.06400.10500.35090.35300.07800.11600.15230.25000.10700.14100.04150.

10、1880实验二“控制系统频率特性分析”实验报告一、实验类型验证性实验二、实验目的1利用 MATLAB 绘制Nyquist图2、利用 MATLAB 绘制Bode图3、利用MATLAB求系统的频域特征量三、实验仪器与设备(或工具软件)计算机，MATLAB软件四、实验内容、实验方法与步骤已知系统传递函数、24(0.25s 0.5)G(s)(2.5s 1)(0.025s 1)1利用 MATLAB 绘制Nyquist图2、利用 MATLAB 绘制Bode图3、利用MATLAB求系统的频域特征量五、实验结果(1)k=24, numG 仁 k*0.25 0.5;denG仁conv(5 2,0.05 2);%

11、 系统的传递函数 %re,im=nyquist( nu mG1,de nG1); %求时频特性和虚频特性 %plot(re,im);grid % 生成 Nyquist 图利用MATLAB绘制Nyquist图：(2)k=24,numG1= k*0.25 0.5;denG仁conv(5 2,0.05 2);% 系统的传递函数 %w=logspace(-2,3,100); %产生介于 10-2(0.01)和 103(1000)之间的 100 个频率点 %bode(numG1,denG1,w);grid %绘制 Bode 图利用MATLAB绘制Bode图% :mp)IJpnII&lelAIi -ir r r«i rr t- - lr r mTti r t上4一io'21C-110°101O210Fr舒朋riGf(3 )禾9用MATLAB求系统的频域特征量k =24Mr =9.5398Wr =0.0100M0 =9.5398Wb =3.3516实验三、“控制系统的稳定性分析”实验报告一、实验类型验证性实验二、实验目的1利用MATLAB求系统的特征根。2、利用MATLAB分析系统的稳定性。三、实验仪器与设备（或工具软件）计算机，MATLAB软件四、实验内容、实验方法与步骤1利用MATLAB求系统的特征根。根据已知的系统特征方程，应用 roots函数可以直接