控制系统仿真与设计实验报告姓名：班级：学号：指导老师：刘峰7.2.2控制系统的阶跃响应一、实验目的1.观察学习控制系统的单位阶跃响应；2.记录单位阶跃响应曲线；3.掌握时间相应的一般方法；二、实验内容1.二阶系统G(s)=10/(s2+2s+10)键入程序，观察并记录阶跃响应曲线；录系统的闭环根、阻尼比、无阻尼振荡频率；记录实际测去的峰值大小、峰值时间、过渡时间，并与理论值比较。（1）实验程序如下：num=[10];den=[1210];step(num,den);响应曲线如下图所示：（2）再键入：damp(den);step(num,den);[yxt]=step(num,den);[y,t’]可得实验结果如下：记录实际测取的峰值大小、峰值时间、过渡时间，并与理论计算值值比较实际值理论值峰值1.34731.2975峰值时间1.09281.0649过渡时间+%52.48362.6352+%23.47713.51362.二阶系统G(s)=10/(s2+2s+10)试验程序如下：num0=[10];den0=[1210];step(num0,den0);holdon;num1=[10];den1=[16.3210];step(num1,den1);holdon;num2=[10];den2=[112.6410];step(num2,den2);响应曲线：（2）修改参数，分别实现wn1=(1/2)wn0和wn1=2wn0响应曲线试验程序:num0=[10];den0=[1210];step(num0,den0);holdon;num1=[2.5];den1=[112.5];step(num1,den1);holdon;num2=[40];den2=[1440];step(num2,den2);响应曲线如下图所示：3.时作出下列系统的阶跃响应，并比较与原系统响应曲线的差别与特点，作出相应的实验分析结果。（1）试验程序：num0=[210];den0=[1210];subplot(2,2,1);step(num0,den0);title(‘G(1)’);（2）响应曲线如下图所示：4.试做出一个三阶系统和一个四阶系统的阶跃响应，并分析实验结果三阶系统G(s)=1/(s3+s2+s+1)四阶系统G(s)=1/(s4+s3+s2+s+1)（1）试验程序（2）响应曲线三、实验结果分析（1）系统的阻尼比越大，其阶跃响应超调越小，上升时间越长；系统的阻尼比决定了其振荡特性：当阻尼比在0~1时，有振荡，当阻尼比>1时，无振荡、无超调，阶跃响应非周期趋于稳态输出。（2）当分子、分母多项式阶数相等时，响应曲线初值为非零初值；当分子多项式阶数低于分母多项式阶数时，响应曲线初值为零。（3）当系统分子多项式零次相系数为零时，响应曲线稳态值为0；当系统分子多项式零次相系数不为零时，响应曲线稳态值为1。7.2.3控制系统的脉冲响应一、实验目的1.观察学习控制系统的单位脉冲响应；2.记录单位脉冲响应曲线；3.掌握时间相应的一般方法；二、实验内容1.二阶系统G(s)=10/(s2+2s+10)键入程序，观察并记录阶跃响应曲线；录系统的闭环根、阻尼比、无阻尼振荡频率；记录实际测去的峰值大小、峰值时间、过渡时间，并与理论值比较。试验程序如下：（1）脉冲响应曲线（2）实验结果记录实际测取的峰值大小、峰值时间、过渡时间，并与理论计算值值比较实际值理论值峰值2.08162.1000峰值时间0.39740.4000过渡时间+%53.87453.5000+%24.86794.40002.二阶系统G(s)=10/(s2+2s+10)（1）修改参数，分别实现deite=1和deite=2响应曲线试验程序响应曲线（2）修改参数，分别实现wn1=(1/2)wn0和wn1=2wn0响应曲线试验程序响应曲线3.时作出下列系统的阶跃响应，并比较与原系统响应曲线的差别与特点，作出相应的实验分析结果。（1）试验程序如下：（2）响应曲线如下图所示：三、实验结果分析：（1）系统的阻尼比越大，其阶跃响应超调越小，上升时间越长；系统的阻尼比决定了其振荡特性：当阻尼比在0~1时，有振荡，当阻尼比>1时，无振荡、无超调，阶跃响应非周期趋于稳态输出。系统的无阻尼振荡频率越大，阶跃响应的反应速度越快。（2）当分子、分母多项式阶数相等时，响应曲线初值为非零初值；当分子多项式阶数低于分母多项式阶数时，响应曲线初值为零。（3）当分子、分母多项式阶数相等时，响应曲线稳态值为0；当分子多项式阶数低于分母多项式阶数时，响应曲线稳态值为1。7.2.4控制系统的脉冲响应一、实验目的：1.利用计算机完成控制系统的根轨迹作图；2.了解控制系统根轨迹图的一般规律；3.利用根轨迹进行系统分析；二、实验内容：给定如下系统的开环传递函数，作出它们的根轨迹图，并完成规定要求。1.G01(S)=Kg/[S(S+1)(S+2)]（1）准确记录根轨迹的起点、终点与根轨迹条...
