1、精選優質文檔-傾情為你奉上武漢工程大學實驗報告專業 建筑節能 班號 一班 組別 指導教師 陳艷菲 姓名 陳尚海 同組者 實驗名稱 線性系統的時域響應和根軌跡 實驗日期 2012- 11-8 第 一 次實驗一、 實驗目的二、 實驗內容三、 實驗結果及分析四、 實驗心得與體會專心-專注-專業實驗一 線性系統時域響應分析一、實驗目的1熟練掌握step( )函數和impulse( )函數的使用方法，研究線性系統在單位階躍、單位脈沖及單位斜坡函數作用下的響應。2通過響應曲線觀測特征參量和對二階系統性能的影響。3熟練掌握系統的穩定性的判斷方法。二、實驗內容1觀察函數step( )和impulse( )的調

2、用格式，假設系統的傳遞函數模型為 可以用幾種方法繪制出系統的階躍響應曲線？試分別繪制。2對典型二階系統1）分別繪出，分別取0,0.25,0.5,1.0和2.0時的單位階躍響應曲線，分析參數對系統的影響，并計算=0.25時的時域性能指標。2）繪制出當=0.25, 分別取1,2,4,6時單位階躍響應曲線，分析參數對系統的影響。3系統的特征方程式為，試用兩種判穩方式判別該系統的穩定性。4單位負反饋系統的開環模型為試用勞斯穩定判據判斷系統的穩定性，并求出使得閉環系統穩定的K值范圍num=0 0 1 3 7;den=1 4 6 4 1;step(num,den)gridtitle('Unit_s

3、tep Respinse of G(s)=(s2+3s+7)/(s4+4s3+6s2+4s+1)')num=0 0 0 1 3 7;den=1 4 6 4 1 0;impulse(num,den)gridtitle('Unit_impulse Response of G(s)=(s2+3s+7)/s4+4s3+6s2+4s+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)gridtext(1.9,1.7,'Zeta=0

4、'); hold step(num,den2,t) text (1.6,1.4,'0.25') step(num,den3,t) text (2,1.2,'0.5') step(num,den4,t) text (2,0.9,'1.0') step(num,den5,t) text (2,0.6,'2.0') title('Step-Response Curves for G(s)=4/s2+4(zeta)s+4')p=42%, tr=0.95 tp=1.62 ts=6 ess=0越大，超調量越小，響應的平

5、穩性越好。過阻尼狀態下，系統響應遲緩。num1=0 0 1; den1=1 0.5 1; t=0:0.1:10; step(num1,den1,t); grid; hold ontext(3,1.4,'wn=1')num2=0 0 4; den2=1 1 4;step(num2,den2,t); hold ontext(1.6,1.4,'wn=2')num3=0 0 16; den3=1 2 16;step(num3,den3,t); hold ontext(0.8,1.4,'wn=4')num4=0 0 36; den4=1 3 36;step

6、(num4,den4,t); hold ontext(0.5,1.4,'wn=6')text(0.5,1.4,'wn=6')當阻尼比保持不變時，wn越大，調節時間越短，快速性越好。>> roots(2,1,3,5,10)ans = 0.7555 + 1.4444i 0.7555 - 1.4444i -1.0055 + 0.9331i -1.0055 - 0.9331i>> den=2,1,3,5,10;r,info=routh(den)r = 2.0000 3.0000 10.0000 1.0000 5.0000 0 -7.0000 10

7、.0000 0 6.4286 0 0 10.0000 0 0info =所判定系統有 2 個不穩定根!>> den=1,12,69,198,210;r,info=routh(den)r = 1.0000 69.0000 210.0000 12.0000 198.0000 0 52.5000 210.0000 0 150.0000 0 0 210.0000 0 0info =所要判定系統穩定!> den=1,12,69,198,300;r,info=routh(den)r = 1.0000 69.0000 300.0000 12.0000 198.0000 0 52.5000

8、300.0000 0 129.4286 0 0 300.0000 0 0info =所要判定系統穩定!>> den=1,12,69,198,800;r,info=routh(den)r = 1.0000 69.0000 800.0000 12.0000 198.0000 0 52.5000 800.0000 0 15.1429 0 0 800.0000 0 0info =所要判定系統穩定!>> den=1,12,69,198,900;r,info=routh(den)r = 1.0000 69.0000 900.0000 12.0000 198.0000 0 52.50

9、00 900.0000 0 -7.7143 0 0 900.0000 0 0info =所判定系統有 2 個不穩定根!所以K的取值在800到900之間。實驗二 線性系統的根軌跡一、實驗目的1. 熟悉MATLAB用于控制系統中的一些基本編程語句和格式。2. 利用MATLAB語句繪制系統的根軌跡。3. 掌握用根軌跡分析系統性能的圖解方法。4. 掌握系統參數變化對特征根位置的影響。2、 實驗內容1請繪制下面系統的根軌跡曲線同時得出在單位階躍負反饋下使得閉環系統穩定的K值的范圍。2. 在系統設計工具rltool界面中，通過添加零點和極點方法，試湊出下面系統，并觀察增加極、零點對系統的影響。 G=tf(

10、1,conv(1,2,2,1,6,13),0); rlocus (G); k,r=rlocfind(G) G_c=feedback(G,1); den=conv(1,1,conv(1,12,100,1,10);num=1,12;G=tf(num,den); rlocus (G); k,r=rlocfind(G) G_c=feedback(G,1); num=1;den=1,0;G=tf(num,den);rltool(G)實驗心得與體會Matlab是一個實用性很強的軟件，是一個高級軟件，通過我們這次的實驗，讓我對Matlab有了一定的了解，它是一種科學計算軟件，專門以矩陣的形式處理數據。 MATLAB 將高性能的數值計算和可視化集成在一起，并提供了大量的內置函數，從而被廣泛地應用于科學計算、控制系統、信息處理等領域的分析、仿真和設計工作，而且利用 MATLAB 產品的開放式結構，可以非常容易地對 MATLAB 的功能進行擴充，從而在不斷深化對