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。【自我实践1】若已知单位负反馈前向通道的传递函数为：2100( )5G sss，试作出其单位阶跃响应曲线，准确读出其动态性能指标，并记录数据。解：响应动态性能峰值： 1.44 调节时间 :1.41 上升时间： 0.127 稳态值： 1 超调量： 44.3%6、分析ωn 不变时，改变阻尼比，观察闭环极点的变化及其阶跃响应的变化。【自我实践2】二阶系统，ωn=10，当＝0，0.25，0.5，0.75，1，1.25 时，求对应系统的闭环极点、自然振荡频率及阶跃响应曲线；并分析对系统性能的影响。解：num=100;i=2,for sigma=0:0.25:1.25, den=[1 2*sigma*10 100], damp(den) sys=tf(num,den); i=i+1; step(sys,2) hold o...
