实验四--基于MATLAB的控制系统时域分析以及根轨迹分析.docx

-精选文档 -实验四基于 MATLAB 的控制系统时域分析以及根轨迹分析一、实验目的掌握运用 MATLAB 进行控制系统的时域暂态及稳态分析方法以及根轨迹图的绘制方法。二、实验题目1. 已知系统闭环传递函数为：(1) 判定该系统的闭环稳定性；(2) 绘出系统在阶跃信号为 0.1 1(t) 时的响应曲线，并求系统性能指标：稳态值、上升时间、调节时间、超调量；(3) 绘制该系统的单位脉冲响应图；(4) 绘制该系统的单位斜坡响应图， 并分析该系统的稳态误差。 设误差定义为输入量减去输出量；(5) 绘制该系统在 0.2t+sin(2t) 作用下的响应曲线，设初始条件为零。sys=tf(20,1 8 36 40 20);subplot(2,2,2)root=roots(sys.den1);title( 单位脉冲响应 );if find(real(root)>0)impulse(sys);%单位脉冲响应disp( 该系统不稳定 )else disp(该系统稳定 )subplot(2,2,3)endtitle( 斜坡响应 );subplot(2,2,1);可编辑t = linspace(0,10,200);% title(0.1* 阶跃响应 );u=t;t = linspace(0,10,200);lsim(sys,u,t);%单位斜坡响应-精选文档 -实验结果Stepchar 代码for i=1:dimtfunction pos tr ts tp=stepchar(g0,delta)% 超调if y(i)>=yss量，上升时间，调整时间，峰值时间可编辑tr=t(i); %调节时间y,t=step(g0);break;mp,ind=max(y);% 最大值end-精选文档 -2. 一个系统的结构框图如下所示。（1） 试绘出 z=0.5 ，p=0.1 时系统闭环的根轨迹图；并在根轨迹图上任选一点，试计算该点的增益K及其所有极点的位置；计算系统临界稳定时的 K值；说明该系统单位阶跃响应是否会出现振荡？与K的取值是否有关？clear;G=zpk(-0.5,-0.1 0 -2 -10,1); % 开环传递函数rlocus(G);%绘制根轨迹可编辑x,y=ginput(1);% 任选一点pp=x+i*y;%p 点的坐标-精选文档 -实验结果（ 2）绘制 p=0.1 ，K=20 时该系统闭环极点随着 z变化的根轨迹图；同时，绘制当 z=0.5,1,5,15 时系统的单位阶跃响应图，通过对比根轨迹图以及单位阶跃响应图的特性，进而说明该系统开环零点对系统暂态、稳态以及稳定性的影响。figure;subplot(3,2,1)G1=tf(20,1 12.1 21.2 22 0);% 随着零点Z 变换的等效开环传递函数rlocus(G1);可编辑z=0 0 0.5 1 5 15;for i=3:6-精选文档 -实验结果可编辑-精选文档 -（ 3）绘制 z=0.5 ，K=20 时该系统闭环极点与随着 p 变化的根轨迹图；同时，绘制当 p=0.3,1,5,15 时系统的单位阶跃响应图， 通过对比根轨迹图以及单位阶跃响应图的特性，进而说明该系统开环极点对系统暂态、稳态以及稳定性的影响。figure;subplot(3,2,1)G2=tf(1 12 20 0,1 12 20 20 10);% 随着极点p 变换的等效开环传递函数rlocus(G2);p=0 0 0.3 1 5 15;for i=3:6subplot(3,2,i);实验结果可编辑-精选文档 -实验总结与心得MATLAB 做了四个实验， 感觉真的学到了很多， 各方面都有提高， 尤其是对MATLAB的熟练使用和自学能力的提高。大二的时候学习数值就已经接触到了可编辑-精选文档 -MATLAB ，但是当时并不会去写程序什么的，后来一些课程也有要用到这个软件的但都没有深入的去学习、 了解这个软件， 这学期这门课程才相当于真正的开始学习这个软件， 四个实验感觉就第二个较简单吧，第三个和第四个都是那种各种上百度搜各种函数、命令的写法，翻书，看程序，感觉自学能力得到了很大的提高，都是书上没有实例的实验， 这样靠自己去查资料写程序，去学习各种函数的用法，还有自己去检查错误然后一遍一遍的修改，总的来说，自我学习能力得到了很大的提高，对于MATLAB 这个软件也有了更多的了解，学到了很多东西。总的来说，四个实验涵盖了这个软件的多种功能多种函数，从做实验过程中学到了很多知识，积累了很多通过做实验获得的经验还有体会。可编辑