基于MATLAB的控制系统时域分析样本

基于 MATLAB/Simulink 控制系统时域分析实验报告学号： 姓名：孙旭东实验内容一：已知单位负反馈系统，其开环传递函数为(s)=（1）保持 T=0.625 不变，规定在同一坐标下绘制开环增益 K 分别为 2、5、10 时系统单位阶跃响应曲线，并分析开环增益 K 变化对系统稳定性影响。MATLAB 程序：clc;clear;k=[2,5,10];t=0.625;gg=[];wwn=[];zz=[];for i=1:length(k) num=[k(i)]; den=conv([t 1],[1 0]); g0=tf(num,den); g=feedback(g0,1); [wn,z,p]=damp(g) gg=[gg,g] wwn=[wwn,wn] zz=[zz,z]endstep(gg(1),'-',gg(2),'--',gg(3),'-.')阶跃响应曲线：分析：增益变化对系统性能影响：T=0.625 SK=2K=5K=10闭环传递函数自然频率（rad/s）阻尼比超调量（%）峰值时间（s）调节时间（s）（2）保持 K=10 不变，画出当时间常数 T 分别为 0.2、0.5、1s 时系统单位阶跃响应曲线，规定绘制在同一坐标系下，分析时间常数 T 变化对系统稳定性影响。MATLAB 程序：clc;clear;k=10;t=[0.2,0.5,1];gg=[];wwn=[];zz=[];for i=1:length(t) num=k; den=conv([t(i) 1],[1 0]); g0=tf(num,den); g=feedback(g0,1); [wn,z,p]=damp(g) gg=[gg,g] wwn=[wwn,wn] zz=[zz,z]endstep(gg(1),'-',gg(2),'--',gg(3),'-.')阶跃响应曲线：分析：时间常数变化对系统性能影响：K=10T=0.2 sT=0.5 sT=1 s闭环传递函数自然频率（rad/s）阻尼比超调量（%）峰值时间（s）调节时间（s）结论：实验内容二：具备可变构造参数二阶系统动态特性讨论已知二阶系统如图所示， 为控制装置参数。通过对以上两个参数设立可以实现四种不同控制方式：（1）当=0 时，为比例控制；（2）当=0 时，为比例—微分控制；（3）当0 时，为测速反馈控制；（4）0 时，为比例—微分控制+测速反馈控制在同一坐标系下，记录二阶系统在四种不同控制下单位阶跃响应曲线，分析并比较二阶系统动态特性变化。MATLAB 程序：clc;clear;k=[0,0.2];t=[0,0.2];gg=[];wwn=[];zz=[];for i=1:length(k) for j=1:length(t) num=[10]; den=conv([0.625 1],[1 0]); g0=tf(num,den); num=[k(i),0]; den=[1]; g1=tf(num,den); g2=feedback(g0,g1); num=[t(j),1]; den=[1]; g3=tf(num,den); g4=series(g2,g3); g5=feedback(g4,1); [wn,z,p]=damp(g5) gg=[gg,g5] wwn=[wwn,wn] zz=[zz,z] endendstep(gg(1),'-',gg(2),'--',gg(3),'-.',gg(4),':')阶跃响应曲线：分析：增益变化对系统性能影响：参数=0=0=0.2=0.2闭环传递函数自然频率（rad/s）阻尼比超调量（%）峰值时间（s）调节时间（s）实验结论：