實(shí)驗(yàn)2 控制系統(tǒng)的暫態(tài)特性分析

實(shí)驗(yàn)2控制系統(tǒng)的暫態(tài)特性分析實(shí)驗(yàn)2控制系統(tǒng)的暫態(tài)特性分析實(shí)驗(yàn)2控制系統(tǒng)的暫態(tài)特性分析實(shí)驗(yàn)2控制系統(tǒng)的暫態(tài)特性分析編制僅供參考審核批準(zhǔn)生效日期地址：電話：傳真:郵編:實(shí)驗(yàn)2控制系統(tǒng)的暫態(tài)特性分析一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、學(xué)習(xí)和掌握利用MATLAB進(jìn)行系統(tǒng)時(shí)域響應(yīng)求解和仿真的方法。 2、考察二階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)，研究二階系統(tǒng)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)暫態(tài)特性的影響。二、實(shí)驗(yàn)原理 1、系統(tǒng)的暫態(tài)性能指標(biāo) 控制系統(tǒng)的暫態(tài)性能指標(biāo)常以一組時(shí)域量值的形式給出，這些指標(biāo)通常由系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)定義出來，這些指標(biāo)分別為： （1）延遲時(shí)間td （2）上升時(shí)間tr：響應(yīng)曲線從穩(wěn)態(tài)值的10%上升到90%所需要的時(shí)間，對(duì)于欠阻尼系統(tǒng)，通常指響應(yīng)曲線首次達(dá)到穩(wěn) （3）峰值時(shí)間tp （4）調(diào)整時(shí)間ts：響應(yīng)曲線開始進(jìn)入并保持在允許的誤差（±2%或± （5）超調(diào)量σ：響應(yīng)曲線的最大值和穩(wěn)態(tài)值之差，通常用百分比表示σ=其中y(t)為響應(yīng)曲線。 在MATLAB中求取單位階躍響應(yīng)的函數(shù)為step，其使用方法如下： step(sys) 在默認(rèn)的時(shí)間范圍內(nèi)繪出系統(tǒng)響應(yīng)的時(shí)域波形 step(sys,T) 繪出系統(tǒng)在0-T范圍內(nèi)響應(yīng)的時(shí)域波形 step(sys,ts:tp:te) 繪出系統(tǒng)在ts-te范圍內(nèi)，以tp為時(shí)間間隔取樣的響應(yīng)波形 [y,t]=step(…) 該調(diào)用格式不繪出響應(yīng)波形，而是返回響應(yīng)的數(shù)值向量及對(duì)時(shí)間的響應(yīng)向量。 系統(tǒng)的暫態(tài)性能指標(biāo)可以根據(jù)上述定義，在響應(yīng)曲線上用鼠標(biāo)讀取關(guān)鍵點(diǎn)或通過搜索曲線對(duì)應(yīng)的數(shù)值向量中關(guān)鍵點(diǎn)來確定。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1、已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)前向通道的傳遞函數(shù)為G(s)=試用MATLAB繪制系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線。 實(shí)驗(yàn)代碼及結(jié)果：>>num1=[80];>>den1=[120];>>sys1=tf(num1,den1)Transferfunction:80---------s^2+2s>>step(sys1)>>sys=feedback(sys1,1,-1)Transferfunction:80--------------s^2+2s+80>>step(sys) 2、已知二階系統(tǒng)G（1）ξ=0.6,（2）ωn（3）ξ=0.5,ωn從0變化到1（（4）觀察上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析這兩個(gè)特征參數(shù)對(duì)系統(tǒng)暫態(tài)特性的影響。 實(shí)驗(yàn)代碼及結(jié)果：%a=input('a=');b=input('b=');T=input('T=');num=[b^2];den=[1,2*a*b,b^2];sys=tf(num,den);step(sys,T)gridon(1)>>Exp2_2a=b=5T=3延遲時(shí)間：;上升時(shí)間：;峰值時(shí)間：;調(diào)整時(shí)間：2%5%;超調(diào)量：%(2)>>Exp2_2a=0b=1T=10>>Exp2_2a=b=1T=10>>Exp2_2a=1b=1T=10>>Exp2_2a=b=1T=15>>Exp2_2a=2b=1T=20(3)>>Exp2_2a=b=T=50>>Exp2_2a=b=T=30>>Exp2_2a=b=T=20>>Exp2_2a=b=T=15>>Exp2_2a=b=1T=10(4) 由上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果易知，當(dāng)ξ一定時(shí)ωn越大，tr,tp,ts越小，說明系統(tǒng)快速性更佳，而σ 當(dāng)ωn一定時(shí)，ξ越大，tr,tp,四、收獲與體會(huì) 應(yīng)用MATLAB分析二階系統(tǒng)的性能具有簡(jiǎn)便，直觀的特點(diǎn)。通過控制變量法進(jìn)行研究，加深了對(duì)二階系統(tǒng)時(shí)域性