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结合MATLAB的控制工程实验

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机械控制工程实验实验指导书 机电技术实验室 学号:49 姓名:潘礼延 班级:机械 1402 日期: 2024 年 10 月 8 日实验一 系统时域响应分析一、实验目的本实验的主要目的是通过试验,能够使学生进一步理解和掌握系统时间响应分析的相关知识,同时也了解频率响应的特点及系统稳定性的充要条件。二、实验要求学习有关 MATLAB 的相关内容,要求学生用 MATLAB 软件的相应功能,编程实现一阶、二阶和三阶系统在几种典型输入信号(包括单位脉冲信号、单位阶跃信号、单位斜坡信号和正弦信号)作用下的响应,记录结果并进行分析处理:对一阶和二阶系统,要求用试验结果来分析系统特征参数对系统时间响应的影响;对二阶系统和三阶系统的相同输入信号对应的响应进行比较,得出结论。1.系统的传递函数及其 MATLAB 表达(1)一阶系统传递函数为:传递函数的 MATLAB 表达:num=[k];den=[T,1];G(s)=tf(num,den)(2)二阶系统传递函数为:传递函数的 MATLAB 表达:num=[wn^2];den=[1,wn,wn^2];G(s)=tf(num,den)2.各种时间输入信号响应的表达(1)单位脉冲信号响应:impulse(sys,t)(2)单位阶跃信号响应:step(sys,t)(3)任意输入信号响应:lsim(sys,u,t)其中 sys 为建立的模型;t 为仿真时间区段(可选)三、实验内容1. 读懂以下代码,编写一阶系统单位阶跃响应曲线。clear all;t=0::7; %系统时间nG=1;%传函分子系数tao=1;dG=[tao 1];%传函分母系数G=tf(nG,dG) %建立传递函数impulse(G,t);%绘制阶跃输入的曲线xlabel('时间');ylabel('幅值'); %给 XY 轴命名grid on; %打开网格title('一阶系统单位脉冲的响应曲线');%给所绘图像定义标题2. 读懂以下代码,编写二阶系统单位阶跃响应曲线。clear all;t=[0::4];wn=7;kc=; %定义二阶系统参数nG=[wn^2];dG=[1 2*kc*wn wn^2];G=tf(nG,dG)impulse(G,t);xlabel('时间');ylabel('幅值');grid on;title('二阶系统单位脉冲响应曲线');3. 读懂以下代码,编写二阶系统加速度信号的响应曲线。clear all;t=0::10;wn=7;kc=;u=sin*pi*t);nG=wn^2;dG=[1 2*kc*wn wn^2];G=tf(nG,dG)lsim(G,u,t);xlabel('时间');ylabel('幅值');grid on;title('二阶系统正弦响应及响应曲线');4. 读懂以下代码,编写二阶系统不同参数阶跃响应曲线(欠阻尼,临界阻尼,过阻尼)。clear all;t=[0::7];wn=7;nG=[wn^2];kc=;dG1=[1 2*kc*wn wn^2];G1=tf(nG,dG1)kc=;dG2=[1 2*kc*wn wn^2];G2=tf(nG,...

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