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文檔簡介
1、實驗四線性控制系統的時域響應分析一、實驗目的1 熟悉MATLAB有關命令的用法;2 用MATLAB系統命令對給定系統進行時域分析;二、實驗內容求連續系統的單位階躍響應有關命令的用法: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)練習4-1.給定系統的傳遞函數如下:求該系統的階躍響應曲線,記錄超調量、上升時間、過渡過程時間。>> num=25;den=1 4 25;step(num,den)練習4-2.
2、已知系統的開環傳遞函數為:求出該系統在單位負反饋下的階躍響應曲線,記錄超調量、上升時間、過渡過程時間。>> num0 = 20 ;den0=1 8 36 40 0;num,den=cloop(num0,den0);step(num,den)練習4-3 已知系統的傳遞函數為:+ 求系統的階躍響應; 階躍響應曲線線型用“*”號表示; 躍響應圖應加上橫坐標名、縱坐標名和標題名,并加上網格線。num1=6.3233*conv(1 1.4235,1 1.4235);den1=1 0;num2=1;den2=conv(1 0,conv(1 1 ,1 5);sys1=tf(num1,den1);
3、sys2=tf(num2,den2);sys0=series(sys1,sys2);figure(1);subplot(2,1,1);step(feedback(sys0,1,1),'*')subplot(2,1,2);step(feedback(sys0,1,-1),'*')練習4-4 求T1、T2、T3系統的階躍響應; 將 T1、T2、T3系統的階躍響應圖畫在同一窗口內; T1、T2、T3系統的階躍響應曲線分別用不同的線形和顏色表示; 將T1、T2、T3分別標注在對應的曲線上。num1=2;den1=1 2 2;num2=4 2;den2=1 2 2;num
4、3=1;den3=2 3 3 1;figure(1)hold onstep(num1,den1,'*r')step(num2,den2,'+g')step(num3,den3,'-b')gtext('T1')gtext('T2')gtext('T3')練習4-5 一個系統的狀態空間描述如下: 求出 G(S)= Y(S)/U(S);繪制該狀態方程的單位階躍響應曲線。>> A=-1 -1;6.5 0;B=1 1;1 0;C=1 0; 0 1 ;D=zeros(2);num1,den1=ss2
5、tf(A,B,C,D,1)num2,den2=ss2tf(A,B,C,D,2)num1 = 0 1.0000 -1.0000 0 1.0000 7.5000den1 = 1.0000 1.0000 6.5000num2 = 0 1.0000 0 0 0 6.5000den2 = 1.0000 1.0000 6.5000step(num1,den1) step(num2,den2)練習4-6典型二階欠阻尼系統的傳遞函數為:極點位置:式中:設a=1, =0.5,1,5 ,求階躍響應;wa=1;n=1;for theta=0.5 1 5 subplot(2,2,n) num=wa2+theta2;
6、den=1 2*theta num; step(num,den); n=n+1; str0=strcat('Step Response ¦Ò=',num2str(theta); title(str0);end設=1 , a=0.5,1,5 ,求階躍響應;theta=1;n=1;for wa=0.5 1 5 subplot(2,2,n) num=wa2+theta2; den=1 2*theta num; step(num,den); n=n+1; str0=strcat('Step Response ¦Øa=',num2s
7、tr(wa); title(str0);end設:求階躍響應;kethy=1/sqrt(2);Wn = sqrt(2)/2 sqrt(2) 5/sqrt(2);n=1;for a=Wn Wa=a*sqrt(1-kethy2); theta=a*kethy; subplot(2,2,n) num=Wa2+theta2; den=1 2*theta num; step(num,den); n=n+1; str0=strcat('Step Response ¦Øn =',num2str(a); title(str0);end 設 求階躍響應;delta = pi/6, pi/4, pi/3 ;Wn = sqrt(2);n=1;for a=delta kethy=cos(a); Wa=a*sqrt(1-kethy2); theta=a*kethy; subplot(2,2,n) num=Wa2+theta2; den=1 2*theta num; step(num,den); n=n+1; str0
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