MATLAB语言与-控制系统仿真-参考-答案~-第5章.docVIP

- 5.6 控制系统的时域响应MATLAB仿真实训 5.6.1实训目的 学会利用MATLAB绘制系统的单位阶跃响应曲线，掌握读取系统动态性能指标的方法； 学会利用MATLAB绘制系统的单位脉冲响应曲线的方法； 掌握利用MATLAB绘制系统的零输入响应曲线的方法； 掌握利用MATLAB绘制系统的一般输入响应曲线的方法； 学会通过仿真曲线读取相关信息，并依据有关信息进行系统的时域分析。 5.6.2实训内容 1.编写程序求取下列各系统的单位阶跃响应，完成表5-5并记录相关曲线。 解： n1=16; d1=[1,3.2,16]; sys1=tf(n1,d1); step(sys1) n2=16; d2=[1,2.4,16]; sys2=tf(n2,d2); step(sys2) n3=16; d3=[1,1.6,16]; sys3=tf(n3,d3); step(sys3) n4=16; d4=[1,1,16]; sys4=tf(n4,d4); step(sys4) 表5-5 序号 () 计算值 实验 计算值 实验 计算值 实验值 1 0.4 4 1.2538 1.25 0.8569 0.863 2.1875 2.1 2 0.3 4 1.3723 1.37 0.8233 0.828 2.9167 2.81 3 0.2 4 1.5266 1.53 0.8016 0.8 4.3750 4.9 4 0.125 4 1.6731 1.67 0.7916 0.803 7.0000 7.33 z1=0.4; w=4; cmax1=1+exp(-z1*pi/sqrt(1-z1^2)); tp1=pi/(w*sqrt(1-z1^2)); ts1=3.5/(z1*w); [cmax1,tp1,ts1] ans = 1.2538 0.8569 2.1875 z2=0.3; w=4; cmax2=1+exp(-z2*pi/sqrt(1-z2^2)); tp2=pi/(w*sqrt(1-z2^2)); ts2=3.5/(z2*w); [cmax2,tp2,ts2] ans = 1.3723 0.8233 2.9167 z3=0.2; w=4; cmax3=1+exp(-z3*pi/sqrt(1-z3^2)); tp3=pi/(w*sqrt(1-z3^2)); ts3=3.5/(z3*w); [cmax3,tp3,ts3] ans = 1.5266 0.8016 4.3750 z4=0.125; w=4; cmax4=1+exp(-z4*pi/sqrt(1-z4^2)); tp4=pi/(w*sqrt(1-z4^2)); ts4=3.5/(z4*w); [cmax4,tp4,ts4] ans = 1.6731 0.7916 7.0000 说明：对于二阶欠阻尼系统（），若系统的闭环传递函数为 则系统单位阶跃响应的输出最大值 峰值时间 调整时间估算值 （以5%为误差带） （以2%为误差带） 2.已知二阶系统的闭环传递函数如下，编程求取系统的单位阶跃响应并完成表5-6，记录相关曲线。 （1） （2） （3） （4） n1=8; d1=[1,2,8]; sys1=tf(n1,d1); impulse(sys1) n2=10; d2=[1,2,10]; sys2=tf(n2,d2); impulse(sys2) n3=12; d3=[1,2,12]; sys3=tf(n3,d3); impulse(sys3) n4=16; d4=[1,2,16]; sys4=tf(n4,d4); impulse(sys4) 表5-6 序号 实验 实验 1 0.354 2.828 1.79 0.442 2 0.316 3.162 2.08 0.442 3 0.289 3.464 2.36 0.387 4 0.25 4 2.84 0.351 3.已知某单位负反馈系统的开环传递函数为 若系统的输入信号分别为 （1）， （2）， （3）， （4）， 编写程序分别求取系统的在给定的输入信号下的响应，记录相应的曲线。 n=5; d=conv([1,1,0],[0.1,1]); [nc,dc]=cloop(n,d) sysc=tf(nc,dc); t=0:0.01:20; u1=t; u2=t.*exp(-0.5*t); u3=sin(2*t).*exp(-0.5*t); u4=cos(2*t).*exp(-3*t);