控制新版系统时间响应分析实验报告.doc

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1、求系统在时间常数不同取值时单位脉冲、单位阶跃响应和任意输入响应，熟悉系统时间响应定义和图形曲线2、求系统上升时间、峰值时间、最大超调量和调节时间等性能指标，熟悉系统瞬态性能指标定义。三、实验仪器与设备（或工具软件）计算机，MATLAB软件四、实验内容、实验办法与环节 已知系统传递函数1、求系统在时间常数不同取值时单位脉冲、单位阶跃响应和任意输入响应。应用impulse函数，可以得到=0，=0.0125、=0.025时系统单位脉冲响应；应用step函数，同样可以得到=0，=0.0125、=0.025时系统单位阶跃响应。2、 求系统瞬态性能指标五、 实验成果1、 系统在时间常数不同取值时单位脉冲、单位阶跃响应和任意输入响 t=0:0.01:0.8;%仿真时间区段 nG=50; tao=0;dG=0.051+50*tao50;G1=tf(nG,dG); tao=0.0125;dG=0.051+50*tao50;G2=tf(nG,dG); tao=0.025;dG=0.051+50*tao50;G3=tf(nG,dG);%三种值下，系统传递函数模型 y1,T=impulse(G1,t);y1a,T=step(G1,t); y2,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,-) legend(tao=0,tao=0.0125,tao=0.025) xlabel(t(sec),ylabel(x(t);gridon; subplot(132),plot(T,y1a,-,T,y2a,-.,T,y3a,-) legend(tao=0,tao=0.0125,tao=0.025) gridon;xlabel(t(sec),ylabel(x(t);%产生图形t=0:0.01:1;u=sin(2*pi*t);%仿真时间区段和输入Tao=0.025;nG=50;dG=0.051+50*tao50;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,-,t,y,-,t,u-y,-.,linewidth,1)legend(u(t),xo(t),e(t)grid;xlabel(t(sec),ylabel(x(t);%产生图形t=0:0.01:1;u=sin(2*pi*t);tao=0.025;nG=50;dG=0.051+50*tao50;G=tf(nG,dG);y=lsim(G,u,t);subplot(133),plot(t,u,-,t,y,-,t,u-y,-.,linewidth,1)legend(u(t),xo(t),e(t)gridon;xlabel(t(sec),ylabel(x(t);系统在时间常数不同取值时单位脉冲、单位阶跃响应和任意输入响应:2、 系统瞬态性能指标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=0.051+50*tao50;G1=tf(nG,dG);tao=0.0125;dG=0.051+50*tao50;G2=tf(nG,dG);tao=0.025;dG=0.051+50*tao50;G3=tf(nG,dG);%三种值下，系统传递函数模型y1=step(G1,t);y2=step(G2,t);y3=step(G3,t);%三种值下，系统单位阶跃响应r=1;whiley1(r)1-dta&y1(s)1+dta;s=s-1;endts1=(s-1)*0.001;%调节时间r=1;whiley2(r)1-dta&y2(s)1+dta;s=s-1;endts2=(s-1)*0.001;%=0.0125性能指标r=1;whiley3(r)1-dta&y3(s)1+dta;s=s-1;endts3=(s-1)*0.001;%=0.025性能指标tr1tp1mp1ts1;tr2tp2mp2ts2;tr3tp3mp3ts3%显示ans = 0.0640 0.1050 0.3509 0.3530 0.0780 0.1160 0.1523 0.25000.1070 0.1410 0.0415 0.1880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1、运用MATLAB绘制Nyquist图2、运用MATLAB绘制Bode图3、运用MATLAB求系统频域特性量三、实验仪器与设备（或工具软件）计算机，MATLAB软件四、实验内容、实验办法与环节 已知系统传递函数1、运用MATLAB绘制Nyquist图2、运用MATLAB绘制Bode图3、运用MATLAB求系统频域特性量五、实验成果（1）k=24,numG1=k*0.25 0.5;denG1=conv(5 2,0.05 2)； %系统传递函数%re,im=nyquist(numG1,denG1)；%求时频特性和虚频特性%plot(re,im);grid %生成Nyquist图运用MATLAB绘制Nyquist图：（2）k=24,numG1=k*0.25 0.5;denG1=conv(5 2,0.05 2)； %系统传递函数%w=logspace(-2,3,100)；%产生介于10-2(0.01)和103(1000)之间100个频率点%bode(numG1,denG1,w);grid %绘制Bode图运用MATLAB绘制Bode图%：（3）运用MATLAB求系统频域特性量k =24Mr =9.5398Wr =0.0100M0 =9.5398Wb =3.3516实验三、“控制系统稳定性分析”实验报告一、实验类型 验证性实验二、实验目1、运用MATLAB求系统特性根。2、运用MATLAB分析系统稳定性。三、实验仪器与设备（或工具软件）计算机，MATLAB软件四、实验内容、实验办法与环节 1、运用MATLAB求系统特性根。依照已知系统特性方程，应用roots函数可以直接求出系统所有特性根，从而鉴定系统与否稳定。2、运用MATLAB分析系统稳定性。MATLAB提供margin函数，可以求出系统幅值裕度、幅值穿越频率和相位穿越频率，因而可以用于鉴定系统相对稳定性。五、实验成果mag =1.0e+003 *ans =9.5424 25.3898 2.2361 1.2271-10.4576 -23.5463 2.2361 3.9010