线性系统时域响应分析实验报告.doc

武汉工程大学实验报告 专业 电气自动化 班号 03 组别 指导教师 姓名 同组者 实验名称 实验二 线性系统时域响应分析 实验日期 2013.11.7 第 二 次实验 实验目的 1．熟练掌握step( )函数和impulse( )函数的使用方法，研究线性系统在单位阶跃、单位脉冲及单位斜坡函数作用下的响应。 2．通过响应曲线观测特征参量和对二阶系统性能的影响。 3．熟练掌握系统的稳定性的判断方法。 实验内容 1．观察函数step( )和impulse( )的调用格式，假设系统的传递函数模型为 可以用几种方法绘制出系统的阶跃响应曲线？试分别绘制。 2．对典型二阶系统 1）分别绘出，分别取0,0.25,0.5,1.0和2.0时的单位阶跃响应曲线，分析参数对系统的影响，并计算=0.25时的时域性能指标。 2）绘制出当=0.25, 分别取1,2,4,6时单位阶跃响应曲线，分析参数对系统的影响。 3．系统的特征方程式为，试用两种判稳方式判别该系统的稳定性。 4．单位负反馈系统的开环模型为 试用劳斯稳定判据判断系统的稳定性，并求出使得闭环系统稳定的K值范围。 实验结果及分析 1、 num=[1 3 7]; den=[1 4 6 4 1]; step(num,den) grid xlabel(t/s),ylabel(c(t)) title(unit-step respinse of g(s)=(s^2+3s+7)/(s^4+4s^3+6s^2+4s+1)) num=[1 3 7]; den=[1 4 6 4 1 0]; impulse(num,den) grid title(unit-impulse response of G(s)=(s^2+3s+7)/(s^5+4s^4+6s^3+4s^2+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); hold Current 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/[s^2+4(zeta)s+4]) =0.25时 由图可知。当时，分别取0,0.25,0.5,1.0和2.0时的单位阶跃响应，超调量减小，上升时间变长。 2）、 num1=[0 0 1]; den1=[1 0.5 1]; t=0:0.1:10; step(num1,den1,t); grid; hold on text(3.1,1.4,Wn=1) num2=[0 0 4]; den2=[1 1 4]; step(num2,den2,t); hold on text(1.7,1.4,Wn=2) num3=[0 0 16]; den3=[1 2 16]; step(num3,den3,t); hold on text(0.5,1.4,Wn=4) num4=[0 0 36]; den4=[1 3 36]; step(num4,den4,t); hold on text(0.2,1.3,Wn=6) 由图可知，当=0.25， 分别取1,2,4,6时单位阶跃响应，超调量无太大变化，调节时间变短，上升时间变短。 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 5.00