maltab实验四线性系统的时域响应分析.doc

实验四 线性控制系统的时域响应分析 实验目的 熟悉MATLAB有关命令的用法； 用MATLAB系统命令对给定系统进行时域分析； 二、实验内容 求连续系统的单位阶跃响应有关命令的用法： 命令格式： [y,x,t]=step(num, den) [y,x,t]=step(num, den, t) [y,x,t]=step(A,B,C,D) [y,x,t]=step(A,B,C,D,iu) [y,x,t]=step(A,B,C,D,iu,t) 练习4-1. 给定系统的传递函数如下： 求该系统的阶跃响应曲线,记录超调量、上升时间、过渡过程时间。 num=[25]; den=[1,4,25]; t=0:0.1:10; step(num,den,t) grid 练习4-2. 已知系统的开环传递函数为： 求出该系统在单位负反馈下的阶跃响应曲线，记录超调量、上升时间、过渡过程时间。 numg=[20]; deng=[1,8,36,40,0]; t=0:0.1:10; numh=[1]; denh=[1]; [num,den]=feedback(numg,deng,numh,denh,-1); step(num,den,t) grid 实验提示：用实验2的函数文件求系统的超调量、上升时间、过渡过程时间 练习4-3 已知系统的传递函数为： 求系统的阶跃响应； 阶跃响应曲线线型用“*”号表示； 阶跃响应图应加上横坐标名、纵坐标名和标题名，并加上网格线。 numg=6.3233.*conv([1,1.4235],[1.14235]); deng=[1,0]; t=0:0.1:20; numh=[1]; denh=conv(conv([1,0],[1,1]),[1,5]); [num,den]=feedback(numg,deng,numh,denh,-1); %step(num,den,t); y=step(num,den,t); plot(t,y,*) grid title(系统的阶跃响应) xlabel(时间) ylabel(幅度) 实验提示：用CONV（a，b）命令先求该题的传递函数 练习4-4 求T1、T2、T3系统的阶跃响应； 将 T1、T2、T3系统的阶跃响应图画在同一窗口内； T1、T2、T3系统的阶跃响应曲线分别用不同的线形和颜色表示； 将‘T1、T2、T3’分别标注在对应的曲线上。 num1=[2]; den1=[1,2,2]; num2=[4,2]; den2=[1,2 2]; num3=[1]; den3=[2 3 3 1]; t=0:0.1:20; y1=step(num1,den1,t); y2=step(num2,den2,t); y3=step(num3,den3,t); subplot(3,1,1); plot(t,y1,+R); subplot(3,1,2); plot(t,y2,*G); subplot(3,1,3); plot(t,y3,-C); 实验提示：用gtext或者text或者legend命令对曲线进行标注 练习4-5 一个系统的状态空间描述如下： ①求出 G（S）= Y（S）/U（S）； ②绘制该状态方程的单位阶跃响应曲线。 实验提示：1、[y,x,t]=step(A,B,C,D,iu)，iu—为输入信号； 2、写出G（S）= Y（S）/U（S）的函数表达式 练习4-6典型二阶欠阻尼系统的传递函数为： 极点位置： 式中： ①设ωa=1, σ=0.5,1,5 ,求阶跃响应； ②设σ=1 , ωa=0.5,1,5 ，求阶跃响应； ③设： 求阶跃响应； ④设 求阶跃响应； ⑤阶跃响应对应的时间：t=0至 t=10 ，分析参数变化（增加、减少与不变）对阶跃响应的影响。 实验提示：1、程序可使用“INPUT”命令，用键盘输入不同的参数。) 2、程序可使用“for”命令来循环选择参数。 + ——