線性系統(tǒng)時域響應(yīng)分析實驗報告

武漢工程大學(xué)實驗報告專業(yè) 電氣自動化 班號 03 組別 指導(dǎo)教師 姓名 同組者 實驗名稱 實驗二 線性系統(tǒng)時域響應(yīng)分析 實驗日期 2013.11.7 第 二 次實驗一、 實驗?zāi)康?熟練掌握step( )函數(shù)和impulse( )函數(shù)的使用方法，研究線性系統(tǒng)在單位階躍、單位脈沖及單位斜坡函數(shù)作用下的響應(yīng)。2通過響應(yīng)曲線觀測特征參量和對二階系統(tǒng)性能的影響。3熟練掌握系統(tǒng)的穩(wěn)定性的判斷方法。二、 實驗內(nèi)容1觀察函數(shù)step( )和impulse( )的調(diào)用格式，假設(shè)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型為 可以用幾種方法繪制出系統(tǒng)的階躍響應(yīng)曲線？試分別繪制。2對典型二階系統(tǒng)1）分別繪出，分別取0,0.25,0.5,1.0和2.0時的單位階躍響應(yīng)曲線，分析參數(shù)對系統(tǒng)的影響，并計算=0.25時的時域性能指標(biāo)。2）繪制出當(dāng)=0.25, 分別取1,2,4,6時單位階躍響應(yīng)曲線，分析參數(shù)對系統(tǒng)的影響。3系統(tǒng)的特征方程式為，試用兩種判穩(wěn)方式判別該系統(tǒng)的穩(wěn)定性。4單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)模型為試用勞斯穩(wěn)定判據(jù)判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并求出使得閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的K值范圍。三、 實驗結(jié)果及分析1、num=1 3 7;den=1 4 6 4 1;step(num,den)gridxlabel(t/s),ylabel(c(t)title(unit-step respinse of g(s)=(s2+3s+7)/(s4+4s3+6s2+4s+1)num=1 3 7; den=1 4 6 4 1 0; impulse(num,den) grid title(unit-impulse response of G(s)=(s2+3s+7)/(s5+4s4+6s3+4s2+s)2、1）num=0 0 4;den1=1 0 4;den2=1 1 4;den3=1 2 4;den4=1 4 4;den5=1 8 4;t=0:0.1:10; step(num,den1,t)grid text(1.2,1.7,Zeta=0); holdCurrent plot held step(num,den2,t) text(1.4,1.4,0.25) step(num,den3,t) text(1.5,1.1,0.5) step(num,den4,t) text(1.7,0.8,1) step(num,den5,t) text(1.8,0.6,2.0) title(Step-Response Curves for G(s)=4/s2+4(zeta)s+4)=0.25時由圖可知。當(dāng)時，分別取0,0.25,0.5,1.0和2.0時的單位階躍響應(yīng)，超調(diào)量減小，上升時間變長。2）、num1=0 0 1;den1=1 0.5 1;t=0:0.1:10; step(num1,den1,t); grid;hold ontext(3.1,1.4,Wn=1)num2=0 0 4;den2=1 1 4;step(num2,den2,t);hold ontext(1.7,1.4,Wn=2)num3=0 0 16;den3=1 2 16;step(num3,den3,t);hold ontext(0.5,1.4,Wn=4)num4=0 0 36;den4=1 3 36;step(num4,den4,t);hold ontext(0.2,1.3,Wn=6)由圖可知，當(dāng)=0.25， 分別取1,2,4,6時單位階躍響應(yīng)，超調(diào)量無太大變化，調(diào)節(jié)時間變短，上升時間變短。3、方式一roots(2,1,3,5,10)ans = 0.7555 + 1.4444i 0.7555 - 1.4444i -1.0055 + 0.9331i -1.0055 - 0.9331i方式二 pathtool den=2,1,1,5,10; r,info=routh(den)r = 2.0000 1.0000 10.0000 1.0000 5.0000 0 -9.0000 10.0000 0 6.1111 0 0 10.0000 0 0info =所判定系統(tǒng)有 2 個不穩(wěn)定根!4、令K=0時pathtool den=1,12,69,198,200;r,info=routh(den)r = 1.0000 69.0000 200.0000 12.0000 198.0000 0 52.5000 200.0000 0 152.2857 0 0 200.0000 0 0info =所要判定系統(tǒng)穩(wěn)定!r = 1.0000 69.0000 200.0+K 12.0000 198.0000 0 52.5000 200.0+K 0 152.2857-12K/52.5 0 0 200.0+K 0 0要判定系統(tǒng)穩(wěn)定 ,則-200K666.25四、 實驗心得與體會 本次實驗我們初步熟悉并掌握step( )函數(shù)和impulse( )函數(shù)的使用方法，研究線性系統(tǒng)在單位階躍、單位脈沖及單位斜坡函數(shù)作用下的響應(yīng)。函數(shù)step