红河学院工学院实验报告单 《机械工程控制基础》Matlab 仿真实验报告单 课程名称：机械工程控制基础 姓名：徐海洋 日期：2010-11-26 成绩： 年级专业：07 机械 学号：200703050665 实验场地：文514 实验序号：实验二 实验名称 ：二阶线性系统时间响应与时域性能指标的Matlab 仿真实验 一、实验内容。 1、二阶线性系统21 641 6ss单位脉冲响应、单位阶跃响应、单位正弦输入响应的Matlab仿真。 2、二阶线性系统2424ss单位阶跃响应的时域性能指标。 3、二阶线性系统23 61 23 6ss，当0.14,0.71.0,2 时，单位阶跃响应的Matlab仿真。 二、实验目的。 三、相关 Matlab 仿真程序。 程序一： >> clear nu m=[16]; den=[1 4 16]; Gs=tf(nu m,den) t=0:0.1:20; figu re(1); impu lse(Gs,t) x label('时间') y label('输出') title('二阶系统单位脉冲响应') figu re(2); step(Gs,t) x label('时间') y label('输出') title('二阶系统单位阶跃响应') figu re(3); r=sin(t); lsim(Gs,r,t) x label('时间') y label('输出') title('二阶系统单位正弦输入响应') Transfer fu nction: 16 -------------- s^2 + 4 s + 16 程序二： >> clear nu m=[4]; den=[1 2 4]; disp('二阶系统传递函数') Gs=tf(nu m,den) disp('无阻尼固有频率与阻尼比') [Wn Xita ]=damp(Gs) Wn=Wn(1) Xita= Xita(1) disp('二阶系统性能指标如下') tr=(pi-atan(sqrt(1-Xita^2)/ Xita))/Wn/sqrt(1-Xita^2) tp=pi/Wn/sqrt(1-Xita^2) ts= 3.5/Xita/Wn Mp= ex p(-pi*Xita/sqrt(1-Xita^2))*100 二阶系统传递函数 Transfer fu nction: 4 ------------- s^2 + 2 s + 4 无阻尼固有频率与阻尼比 Wn = 2.0000 2.0000 Xita = 0.5000 0.5000 Wn = 2.0000 Xita = 0.5000 二阶系统性能指标如下 tr = 1.2092 tp = 1.8138 ts = 3.5000 Mp = 16.3034 程序三： clear clc num=1; Wn=6; xita1=0.1;den1=[1/Wn^2 2*xita1/Wn 1]; xita2=0.2;den2=[1/Wn^2 2*xita2/Wn 1]; xita3=0.4;den3=[1/Wn^2 2*xita3/Wn 1]; xita4=0.7;den4=[1/Wn^2 2*xita4/Wn 1]; xita5=1.0;den5=[1/Wn^2 2*xita5/Wn 1]; xita6=2.0;den6=[1/Wn^2 2*xita6/Wn 1]; t=0:0.05:4; [y1 x t]=step(num,den1,t); [y2 x t]=step(num,den2,t); [y3 x t]=step(num,den3,t); [y4 x t]=step(num,den4,t); [y5 x t]=step(num,den5,t); [y6 x t]=step(num,den6,t); figure(1) plot(t,y1,'b-',t,y2,'r--',t,y3,'k',t,y4,'g:',t,y5,'m-.',t,y6,'b.'); xlabel('t(s)'),ylabel('y(t)'); title('阻尼比 xita=0.1, 0.2, 0.4, 0.7, 1.0, 2.0') legend('xita1=0.1','xita2=0.2','xita3=0.4','xita4=0.7','xita5=1','xita6=2') 四、相关 Matlab 仿真图形。 五、判断系统稳定性，并说明理由。 二阶线性系统21 641 6ss极点实部全为负，所以此系统稳定。 二阶线性系统2424ss极点实部全为负，所以此系统稳定。 二阶线性系统23 61 23 6ss当0 .1 , 0 .2 , 0 .4 , 0 .7 ,1 .0 , 2 .0 时，其实部全为负数，所以系统稳定。
