实验三 利用 MATLAB进行时域分析一、实验目的(1) 学会使用 MA TLAB 编程绘制控制系统的单位阶跃响应曲线;(2) 研究二阶控制系统中,、n 对系统动态特性和时域指标的影响;(3) 掌握准确读取动态特性指标的方法;(4) 分析二阶系统闭环极点和闭环零点对系统动态性能的影响;(5) 研究三阶系统单位阶跃响应及其动态性能指标与其闭环极点的关系;(6) 研究闭环极点和闭环零点对高阶系统动态性能的影响;(7) 了解高阶系统中主导极点与偶极子的作用;(8) 了解系统阶跃响应、脉冲响应和斜坡响应输出曲线之间的联系与差别
二、实验原理及内容1
求系统的特征根若已知系统的特征多项式D (s) ,利用 roots ( ) 函数可以求其特征根
若已知系统的传递函数,利用eig ( ) 函数可以直接求出系统的特征根
2、求系统的闭环根、和ω n函数 damp ( ) 可以计算出系统的闭环根、和n
3、零极点分布图可利用 pzmap()函数绘制连续系统的零、极点图,从而分析系统的稳定性,调用格式为:pzmap(num,den) 5、求阶跃响应的性能指标MATLAB提供了强大的绘图计算功能,可以用多种方法求取系统的动态响应指标
首先介绍一种最简单的方法―― 游动鼠标法
对于例2,在程序运行完毕后,在曲线中空白区域,单击鼠标右键, 在快捷菜单中选择”characteristics”,包含:Peak response (峰值 ); settling time ( 调节时间 );Rise time( 上升时间 );steady state(稳态值 );在相应位置出现相应点,用鼠标单击后, 相应性能值就显示出来
用鼠标左键点击时域响应曲线任意一点,系统会自动跳出一个小方框,小方框显示了这一点的横坐标(时间)和纵坐标(幅值)
这种方法简单易用,但同时应注意它不适用于用plot() 命令画出的图形