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文檔簡介

實驗二控制系統的階躍響應及穩定性分析一、實驗目的及要求：1.掌握控制系統數學模型的基本描述方法；2.了解控制系統的穩定性分析方法；3.掌握控制時域分析基本方法。二、實驗內容：1.系統數學模型的幾種表示方法（1）傳遞函數模型G(s)=tf()（2）零極點模型G(s)=zpk(z,p,k)其中，G(s)=將零點、極點及K值輸入即可建立零極點模型。z=[-z1,-z…,-zm]p=[-p1,-p…,-p]k=k(3)多項式求根的函數：roots()調用格式：z=roots(a)其中：z—各個根所構成的向量a—多項式系數向量(4)兩種模型之間的轉換函數：[z,p,k]=tf2zp(num,den)%傳遞函數模型向零極點傳遞函數的轉換[num,den]=zp2tf(z,p,k)%零極點傳遞函數向傳遞函數模型的轉換（5）feedback()函數：系統反饋連接調用格式：sys=feedback(s1,s2,sign)其中，s1為前向通道傳遞函數，s2為反饋通道傳遞函數，sign=-1時，表示系統為單位負反饋；sign=1時，表示系統為單位正反饋。2.控制系統的穩定性分析方法（1）求閉環特征方程的根(用roots函數)；判斷以為系統前向通道傳遞函數而構成的單位負反饋系統的穩定性，指出系統的閉環特征根的值：可編程如下：numg=1;deng=[11223];numf=1;denf=1;[num,den]=feedback(numg,deng,numf,denf,-1);roots(den)（2）化為零極點模型，看極點是否在s右半平面（用pzmap）；3.控制系統根軌跡繪制rlocus()函數：功能為求系統根軌跡rlocfind():計算給定根的根軌跡增益sgrid()函數：繪制連續時間系統根軌跡和零極點圖中的阻尼系數和自然頻率柵格線4.線性系統時間響應分析step()函數---求系統階躍響應impulse()函數：求取系統的脈沖響應lsim()函數：求系統的任意輸入下的仿真三、實驗報告要求：編出程序并運行，完成下面的練習題：1．寫出表示下列傳遞函數模型的MATLAB程序，并運行實現：（1）（2）(3)>>num=4*conv([1,2],conv([1,6,6],[1,6,6]));>>den=conv([1,0],conv([1,1],conv([1,1],conv([1,1],[1,3,2,5]))));2．判斷以為系統前向通道傳遞函數而構成的單位負反饋系統的穩定性，指出系統的閉環特征根的值。要求:請試用二、2（2）的方法，編程實現該問題。要求繪出系統的響應曲線，并求系統性能指標：穩態值、上升時間、調節時間、超調量。4.繪制以G(s)H(s)=K為開環傳遞函數的單位負反饋系統

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