试验五 线性系统时域响应仿真分析

本文格式为Word版，下载可任意编辑——试验五线性系统时域响应仿真分析MATLAB试验报告

学生姓名：王朝学号：1314080213专业班级：电子信息科学与技术二班

√综合□设计□创新试验日期：试验成绩：试验类型：□验证□

一.试验名称

试验5线性系统时域响应仿真分析

二．试验目的

1.熟悉MATLAB软件分析系统时域响应方法。通过观测典型二阶系统在单位阶跃、脉冲、斜坡信号作用下的动态特性，熟悉各种典型的响应曲线。

2.通过二阶系统定性及定量了解参数变化对动态特性的影响。分析参数变化时对系统响应的影响。

三．试验方法：

1.一阶系统阶跃响应：图示RC网络为一阶系统

图9-1

研究图9-1所示电路，其运动方程为

?(t)?c(t)?r(t)Tc式中，T=RC为时间常数.当时始条件为零时,其传递函数为

?(s)?C(s)1?R(s)Ts?1若R=1Ω，C=0.01F,则T=RC=0.01s。

传递函数Ф(s)=1/(0.01s+1)求单位阶跃响应的MATLAB程序如下：

[设K=1、T=0.01]

%Example

clearclearallnum=[1]；den=[0.011]；step(num,den)

执行后可得如下图形：

图5-2

2.求当K=1,T=0.1,0.5,1,2s时的阶跃响应，记录曲线列表求出ts并分析。[为读数便利，可参与step(num,den)；gridon。数据可保存两位有效数字]（二）位置随动系统可以用如下二阶系统模型描述：

?nC(s)?(s)??22R(s)s?2??ns??n2ωn—自然频率,ξ—相对阻尼系数

1．试绘制ωn=6,ξ=0.2,0.4,……1.0,2.0时的单位阶跃响应。MATLAB程序：%Example2.1wn=6;

kosi=[0.1:0.2:1.0,2.0]；figure(1)holdonforkos=kosi

num=wn.^2；

den=[1,2*kos*wn,wn.^2]；step(num,den)

end

title(‘StepResponse’)holdoff

2．绘制典型二阶系统,当ξ=0.7,ωn=2,4,6,8时的单位阶跃响应。MATLAB程序：

%Example2.2w=[2:2:8]；kos=0.5；figure(1)holdonforwn=wnum=wn.^2；

den=[1,2*kos*wn,wn.^2]；step(num,den)end

title(‘StepResponse’)holdoff

要求记录1、2曲线波形,并求相应的σ%、tr、ts、tp列表分析试验结果，探讨参数变化对系统的影响。

3．求二阶系统的ξ=0.5,ωn=10时的单位冲激响应。

?(s)?MATLAB程序：

?n2s?2??ns??n22

%Example2.3%wn=10；kos=0.5；figure(1)num=wn.^2；

den=[1,2*kos*wn,wn.^2]；impulse(num,den)title(‘ImpulseResponse’)；记录曲线波形并求ts、tp。

4．求高阶系统的单位阶跃响应:

3(s2?5s?7)?(s)?432s?6s?8s?4s?1MATLAB程序：

%Example2.4num=[31521]；den=[16841]；step(num,den);gridtitle(‘StepResponse’)

记录3、4波形并求σ%、tr、ts、tp。上述程序如加语句：[z,p]=tf2zp(num,den)

则可以求出零极点，从而可判断系统的稳定性。

四．试验环境