基于MATLAB的控制系统时域分析

1、基于MATLAB/Simulink的控制系统时域分析实验报告学号：031410224 姓名：孙旭东实验内容一：已知单位负反馈系统，其开环传递函数为G0(s)=KS(Ts+1)（1） 保持T=0.625不变，要求在同一坐标下绘制开环增益K分别为2、5、10时系统的单位阶跃响应曲线，并分析开环增益K变化对系统稳定性的影响。MATLAB程序：clc;clear;k=2,5,10;t=0.625;gg=;wwn=;zz=;for i=1:length(k) num=k(i); den=conv(t 1,1 0); g0=tf(num,den); g=feedback(g0,1); wn,z,p=dam

2、p(g) gg=gg,g wwn=wwn,wn zz=zz,zendstep(gg(1),'-',gg(2),'-',gg(3),'-.')阶跃响应曲线：分析：增益变化对系统性能的影响：T=0.625 SK=2K=5K=10闭环传递函数自然频率（rad/s）阻尼比超调量（%）峰值时间（s）调节时间（s）（2） 保持K=10不变，画出当时间常数T分别为0.2、0.5、1s时系统的单位阶跃响应曲线，要求绘制在同一坐标系下，分析时间常数T的变化对系统稳定性的影响。MATLAB程序：clc;clear;k=10;t=0.2,0.5,1;gg=;wwn=;

3、zz=;for i=1:length(t) num=k; den=conv(t(i) 1,1 0); g0=tf(num,den); g=feedback(g0,1); wn,z,p=damp(g) gg=gg,g wwn=wwn,wn zz=zz,zendstep(gg(1),'-',gg(2),'-',gg(3),'-.')阶跃响应曲线：分析：时间常数变化对系统性能的影响：K=10T=0.2 sT=0.5 sT=1 s闭环传递函数自然频率（rad/s）阻尼比超调量（%）峰值时间（s）调节时间（s）结论：实验内容二：具有可变结构参数的二阶系统的

4、动态特性研究已知二阶系统如图所示， Td、Kt为控制装置参数。通过对以上两个参数的设置可以实现四种不同的控制方式：（1） 当Td=Kt=0时，为比例控制；（2） 当Td0，Kt=0时，为比例微分控制；（3） 当Td=0，Kt0时，为测速反馈控制；（4） 当Td0，Kt0时，为比例微分控制+测速反馈控制在同一坐标系下，记录二阶系统在四种不同控制下的单位阶跃响应曲线，分析并比较二阶系统的动态特性变化。MATLAB程序：clc;clear;k=0,0.2;t=0,0.2;gg=;wwn=;zz=;for i=1:length(k) for j=1:length(t) num=10; den=conv

5、(0.625 1,1 0); g0=tf(num,den); num=k(i),0; den=1; g1=tf(num,den); g2=feedback(g0,g1); num=t(j),1; den=1; g3=tf(num,den); g4=series(g2,g3); g5=feedback(g4,1); wn,z,p=damp(g5) gg=gg,g5 wwn=wwn,wn zz=zz,z endendstep(gg(1),'-',gg(2),'-',gg(3),'-.',gg(4),':')阶跃响应曲线：分析：增益变化对系统性能的影响：参数Td=K