二阶系统的阶跃响应与线性系统的稳定性和稳态误差分析与自动控制系统的校正VIP专享VIP免费

二阶系统的阶跃响应 一：实验目的 1． 学习二阶系统阶跃响应曲线的实验测试方法 2． 研究二阶系统的两个重要的参数对阶跃瞬态响应指标的影响 二：实验设备 带有自动控制仿真软件matlab 软件的计算机 三：实验原理 典型二阶系统的结构图如图所示。 不难求得其闭环传递函数为 2222)()()(nnnBssRsYsG 其特征根方程为222nns =0 方程的特征根: 222nns =0))(()1)(1(2121ssssTsTs 式中,  称为阻尼比; n 称为无阻尼自然振荡角频率(一般为固有的)。当 为不同值时，所对应的单位阶跃响应有不同的形式。 四：实验内容 研究特征参量 和n 对二阶系统性能的影响 标准二阶系统的闭环传递函数为： 2222)()(nnnsssRsC 二阶系统的单位阶跃响应在不同的特征参量下有不同的响应曲线。 我们研究 对二阶系统性能的影响，设定无阻尼自然振荡频率)/(1sradn ，考虑3 种不同的 值： =0.2,0.4,1，利用MATLAB对每一种 求取单位阶跃响应曲线，分析参数 对系统的影响。 五：仿真程序和结果图 1、二阶系统阶跃响应曲线 程序 for j=1:1:3 kais=[0.2,0.4,1]; w =[1/0.47,1/1,1/1.47]; subplot(3,1,j) hold on for i=1:3 num=w (j)^2; den=[1,2*kais(i)*w (j),w (j)^2] step(nu m,den);grid on end hold off end 结果图 σ% n 0.2 0.4 1 1/0.47 1/1 1/1.47   2、变换 和n 的值： for j=1:1:3 kais=[0.2,0.4,1]; w =[1/0.47,1/1,1/1.47]; subplot(3,1,j) hold on for i=1:3 num=w (i)^2; den=[1,2*kais(j)*w (i),w (i)^2] step(num,den);grid on end hold off end σ% n 0.2 0.4 1 1/0.47 1/1 1/1.47 3、增加一组值： for j=1:1:3 kais=[0,0.2,0.4,1]; w =[1/0.47,1/1,1/1.47]; subplot(3,1,j) hold on for i=1:4 num=w (j)^2; den=[1,2*kais(i)*w (j),w (j)^2] step(num,den);grid on end hold off end 结果图：   分析： σ% n 0.2 0.4 1 1/0.47 1/1 1/1.47 六：结论与收获 结论： （1） 当0时，输出响应为等幅振荡。 （2） 当0< <1 时，输出响应为衰减振荡曲线，1)(y， 的变化影响动态性能指标。随着 增大，上升时间增大，超调量变大，调节时间变短，峰值时间变大。   （3） 当 >1...