1、傳播優秀word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！機械控制工程實驗實驗指導書 機電技術實驗室 學號：2014010049 姓名：潘禮延 班級：機械1402 日期： 2016年10月8日傳播優秀word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！實驗一 系統時域響應分析一、 實驗目的本實驗的主要目的是通過試驗，能夠使學生進一步理解和掌握系統時間響應分析的相關知識，同時也了解頻率響應的特點及系統穩定性的充要條件。二、 實驗要求學習有關matlab的相關內容，要求學生用matlab軟件的相應功能，編程實現一階、二階和三階系統在幾種典型輸入信號（包括單位脈沖信號、單位階躍信號、單位斜坡信號和正弦信號）作

2、用下的響應，記錄結果并進行分析處理：對一階和二階系統，要求用試驗結果來分析系統特征參數對系統時間響應的影響；對二階系統和三階系統的相同輸入信號對應的響應進行比較，得出結論。1.系統的傳遞函數及其matlab表達（1）一階系統傳遞函數為：傳遞函數的matlab表達：num=k；den=t,1；g(s)=tf(num,den)（2）二階系統傳遞函數為：傳遞函數的matlab表達：num=wn2；den=1，wn，wn2；g(s)=tf(num,den)2.各種時間輸入信號響應的表達（1）單位脈沖信號響應：impulse(sys,t)（2）單位階躍信號響應：step(sys,t)（3）任意輸入信號響

3、應：lsim(sys,u,t)其中sys為建立的模型；t為仿真時間區段（可選）三、 實驗內容1. 讀懂以下代碼，編寫一階系統單位階躍響應曲線。clear all;t=0:0.01:7; %系統時間ng=1;%傳函分子系數tao=1;dg=tao 1;%傳函分母系數g=tf(ng,dg) %建立傳遞函數impulse(g,t);%繪制階躍輸入的曲線xlabel(時間);ylabel(幅值); %給xy軸命名grid on; %打開網格title(一階系統單位脈沖的響應曲線);%給所繪圖像定義標題傳播優秀word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！2. 讀懂以下代碼，編寫二階系統單位階躍響應曲線

4、。clear all;t=0:0.01:4;wn=7;kc=0.2; %定義二階系統參數ng=wn2;dg=1 2*kc*wn wn2;g=tf(ng,dg)impulse(g,t);xlabel(時間);ylabel(幅值);grid on;title(二階系統單位脈沖響應曲線);傳播優秀word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！3. 讀懂以下代碼，編寫二階系統加速度信號的響應曲線。clear all;t=0:0.01:10;wn=7;kc=0.7;u=sin(0.5*pi*t);ng=wn2;dg=1 2*kc*wn wn2;g=tf(ng,dg)lsim(g,u,t);xlabel(

5、時間);ylabel(幅值);grid on;title(二階系統正弦響應及響應曲線);傳播優秀word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！4. 讀懂以下代碼，編寫二階系統不同參數階躍響應曲線（欠阻尼，臨界阻尼，過阻尼）。clear all;t=0:0.001:7;wn=7;ng=wn2;kc=0.2;dg1=1 2*kc*wn wn2;g1=tf(ng,dg1)kc=0.5;dg2=1 2*kc*wn wn2;g2=tf(ng,dg2)kc=0.8;dg3=1 2*kc*wn wn2;g3=tf(ng,dg3)y1,t=step(g1,t);y2,t=step(g2,t);y3,t=ste

6、p(g3,t);plot(t,y1,-,t,y2,-.,t,y3,-);legend(kc=0.2,kc=0.5,kc=0.8);xlabel(時間);ylabel(幅值);grid on;title(二階系統單位階躍響應曲線(不同欠阻尼);傳播優秀word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！5. 運行一下代碼，判斷所得各數值的含義。clear all;t=0:0.001:4;yss=1;dta=0.02;wn=7;ng=wn2;kc=0.2;dg1=1 2*kc*wn wn2;g1=tf(ng,dg1);kc=0.5;dg2=1 2*kc*wn wn2;g2=tf(ng,dg2);kc=0

7、.8;dg3=1 2*kc*wn wn2;g3=tf(ng,dg3);y1=step(g1,t);y2=step(g2,t);y3=step(g3,t);% kc=0.2%求上升時間trr=1;while y1(r)1-dta & y1(s)1+dta;s=s-1;endts1=(s-1)*0.001;% kc=0.5;r=1;while y2(r)1-dta &y3(s)1+dta;s=s-1;endts2=(s-1)*0.001;% kc=0.8;r=1;while y3(r)1-dta & y3(s)1+dta;s=s-1;endts3=(s-1)*0.001;%輸出數據tr1 tp1

8、mp1 ts1;tr2 tp2 mp2 ts2;tr3 tp3 mp3 ts3傳播優秀word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優秀word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！實驗二 系統頻域響應分析一、 實驗目的本試驗的內容對應于教材的頻率特性分析和系統穩定性分析相應章節的重點知識點，要求學生在熟練掌握課程相關內容的基礎上，完成本實驗，以加強學生對頻率特性分析、幾何判據及相對穩定性的學習效果。二、 實驗要求系統頻率特性分析試驗要求學生運用matlab軟件的相關功能，編程實現幾種典型環節（要求改變環節的特征參數）的奈奎斯特圖和波德圖的繪制；用bode函數求取系統的頻域特征量；用mat

9、lab求取一高階系統的特征根并由此來判斷系統的穩定性和求取該系統的相對穩定性。（1）學生能夠運用matlab軟件的相應功能，編程實現典型環節以及指定系統的nyquist圖、bode圖的計算機自動繪制；（2）完成系統的頻域性能指標求取；（3）分析系統的相對穩定性等內容； 記錄實驗結果，并對實驗結果進行相應的分析。三、 實驗內容1. 分析借鑒以下兩段代碼，分別編寫程序繪制一階微分，慣性和二階震蕩環節乃氏圖和波德圖。程序一：clear all;num=1;den=1,0; g=tf(num,den)re,im=nyquist(num,den);subplot(121);plot(re,im);gri

10、d on;title(積分環節奈奎斯圖)subplot(122),w=logspace(-2,3,100);bode(num,den,w);grid on;title(積分環節波德圖)傳播優秀word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優秀word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優秀word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優秀word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！程序二：clear all;num=1,0;den=1; g=tf(num,den)re,im=nyquist(num,den);subplot(121);plot(re,im);grid on;ti

11、tle(積分環節奈奎斯特圖)subplot(122);w=logspace(-2,3,100);bode(num,den,w);grid on;title(積分環節伯德圖)2. 編程求取系統的頻域性能指標m、wb、mr、wr。3. 運行以下程序，分析這兩個系統的幅值裕量和相角裕量的正負，判斷系統穩定性。clear all;den=conv(1 5,1 1 0);k=10;num1=k;mag1,phase1,w1=bode(num1,den);gm1 pm1 wg1 wc1=margin(mag1,phase1,w1);k=100;num2=k;mag2,phase2,w2=bode(num2,den);傳播優秀word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！gm2 pm2 wg2 wc2=marg