概述
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1、应曲线。Imulse(num,den,t)按给定时间t(单位为秒),显示系统在~t时间内的冲激响应曲线。Imulse(a,b,c,d)对由状态空间模型所描述吸系统施加阶跃输入,显示系统冲激应曲线。Imulse(a,b,c,d,l,t)对由状态空间模型所描述吸系统施加阶跃输入,显示系统冲激应曲线。y=imulse()返回系统冲激响应,数据赋给向量y。[y,x,t]=imulse()返回系统冲激响应,数据赋给向量y;如果输入参数为传递函数模型,则向量x为空;如果输入参数为状态空间模型,则向量x为一矩阵,矩阵每一列对应系统一个状态的变化数据,向量t为时间范围,单位为秒。任意给定输入的系统时域响应lsim(num,den,u,t)显示由传递函数模型所描述系统对给输入u,在时间范围t内的系统输出曲线。u为输输入向量,t为时间向量,单位为秒。u,v两向量长度应相等。lsim(a,b,c,d,u,
2、工具包又可以分为功能性工具包和学科工具包,功能工具包用来扩充MATLAB的符号计算,可视化建模仿真,文字处理及实时控制等功能。学科工具包是专业性比较强的工具包,控制工具包,信号处理工具包,通信工具包等都属于此类。开放性使MATLAB广受用户欢迎,除内部函数外,所有MATLAB主包文件和各种工具包都是可读可修改的文件,用户通过对源程序的修改或加入自己编写程序构造新的专用工具包。Matlab的优势和特点友好的工作平台和编程环境MATLAB由一系列工具组成。这些工具方便用户使用MATLAB的函数和文件,其中许多工具采用的是图形用户界面。包括MATLAB桌面和命令窗口、历史命令窗口、编辑器和调试器、路径搜索和用于用户浏览帮助、工作空间、文件的浏览器。随着MATLAB的商业化以及软件本身的不断升级,MATLAB的用户界面也越来越精致,更加接近Windows的标准界面,人机交互性更强,操作更简单
3、。而且新版本的MATLAB提供了完整的联机查询、帮助系统,极大的方便了用户的使用。简单的编程环境提供了比数模型所描述系统施加阶跃输入,显示系统阶跃响应曲线。ste(num,den,t)按给定时间t,单位为秒,显示系统在~t时间内的阶跃响应曲线。ste(a,b,c,d)对于状态空间模型所描述系统施加阶跃输入,显示系统阶跃响应曲线。ste(a,b,c,d,l,t)对于状态空间模型所描述系统施加阶跃输入,显示系统阶跃响应曲线。t为时间向量,单位为秒y=ste()返回函数阶跃响应,数据赋给向量y。[y,x,t]=te()返回系统冲激响应,数据赋飞、给向量y。如果输入参数为传递函数模型,则向量x为空。如果输入参数为状态空间模型,则向量x为一矩阵,矩阵的每一列对系统一个状态的变化数据。向量to为时间范围,单位为秒。Imulse(num,den)对由传递函数模型所描述吸系统施加阶跃输入,显示系统冲
4、数。非周期随机函数采用生产过程的数据,对生产过程影响最小,但数据处理较复杂。周期随机函数是人为的随机函数,它以一定的周期重复,但又有随机函数的统计特性,函数的发生较方便,常用的周期随机函数有伪随机双位函数。本节讨论非周期函数信号作为输入信号时系统的输出响应分析。根据模型获得响应曲线根据系统的模型和输入信号,可以获得系统的输出响应,常用的方法有拉氏反变换法、部分分式展开法和直接计算法等。分别介绍如下。系统输入信号是阶跃信号时,系统的输出特性是阶跃响应。本次综合实践的意义目前,系统的时域响应分析是衡量控制系统的重要指标,与人工手动计算相比,大大提高了运行效率。本实验正是利用MATLAB自带的系统仿真软件进行系统仿真设计的。第章MATLAB软件简介MATLAB利用MATLAB软件自带的模块集和工具箱经行控制系统的设计,经系统仿真后得出控制系统传函的个项指标。MATLAB概述MATLAB是矩
5、e');legend('x','x','x');%增加系统状态标识图系统各状态变化图系统各状态变化第章系统函数的仿真及分析系统传递函数的模型建立及仿真控制系统的方框图如下图所示,由个环节串联而成的单位反馈系统。观察系统的阶跃响应与冲激响应。GGGG○X图单位反馈系统closeall;sssssnum=[,];den=[,];num=[];den=[];%构成各环节的传递函数表达式num=[];den=[,];num=[];den=[,];[numx,denx]=series(num,den,num,den);%环节串联计算[numx,denx]=series(numx,denx,num,den);[numx,denx]=series(numx,denx,num,den);[num,den]=cloo(numx,denx);%得到最终闭环系统的传递函数figure;ste(n
6、n;lot(tx,ux,'r');%同图显示系统输入曲线,如图中的曲线所示legend('outut','inut');%增加曲线标识图系统输入曲线图系统输出曲线系统传递函数的仿真结果分析结论经过两周来的综合实践的设计,我受益匪浅。它不仅使我对系统的时域响应分析有了更深入的了解,在设计的同时,也让我拓宽了专业方面的知识,增加了我对电子信息专业的热情,对设计的热情。对系统的时域响应分析,用手工方程求解比较困难。本次实验利用MATLAB提供的系统时域响应分析函数,展示了MATLAB语言分析计算响应的全过程,大大提高了计算效率,获得了可视化的计算结果。在经行本文实验仿真设计时遇到了诸如软件安装调试等诸多问题。在本次实践中,我还存在着许多缺点和不足。对MATLAB软件的功能及系统时域响应分析的知识了解不够。在回顾系统的时域响应分析知识以及区图书馆查阅大量相关资料基础上,应用MATLAB实现了
7、)(txtytutxtX观察系统各状态的阶跃响应和冲激响应情况。closeall;a=[,,;,,;,,];b=[;;];c=[,,];d=;[y,x,t]=ste(a,b,c,d);%得到阶跃响应状态变化数据figure;lot(t,x(:,),t,x(:,),t,x(:,));grid;%显示系统各状态变化,如图所示title('SteResonse');xlabel('Time(sec)');ylabel('Amlitude');legend('x','x','x');%增加系统状态标识[y,x,t]=imulse(a,b,c,d);%得到冲激响应状态变化数据figure;lot(t,x(:,),t,x(:,),t,x(:,));grid;%显示各状态变化,如图所示title('ImulseResonse');xlabel('Time(sec)');ylabel('Amlitu
8、和警告,排除困难后,程序编译就通过了。总的来说,这次设计的还是比较成功的,有点小小的成就感,终于觉得平时所学的知识有了实用的价值,达到了理论与实际相结合的目的,不仅学到了不少知识,而且锻炼了自己的能力,使自己对以后的路有了更加清楚的认识,同时,对未来有了更多的信心。在设计和做报告过程中,由于软件的安装出现了我不能解决的问题,李会老师审阅了初稿,对设计的取材提出了大量意见,并对报告出现的问题进行分析,提出解决的办法,在此对老师的帮助表示衷心的感谢。本设计参考和引用了许多专家的著作,在此一并表示感谢。在设计在遇到问题时,及时与同学进行探讨,他们对我不懂的知识点进行了详细的讲解,提出了宝贵的意见;在出现意见分歧时,我到图书馆查找资料,及时解决矛盾。因此,当然要特别感谢同学们对我的帮助和支持。位ALU致谢第章绪论概述在控制系统分析和设计中,常采用典型响应特性来描述系统的动态性能。响应是指在系
9、实验室(MatrixLaboratory)之意。除具备卓越的数值计算能力外,它还提供了专业水平的符号计算,文字处理,可视化建模仿真和实时控制等功能。MATLAB软件MATLAB的基本数据单位是矩阵,它的指令表达式与数学,工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB来解算问题要比用C,FORTRAN等语言完相同的事情简捷得多在新的版本中也加入了对C,FORTRAN,c++,JAVA的支持。可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用,此外许多的MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序,用户可以直接进行下载就可以用,非常的方便。MATLAB的基础是矩阵计算,但是由于他的开放性,并且mathwork也吸收了像male等软件的优点,使MATLAB成为一个强大的数学软件。当前流行的MATLAB包括拥有数百个内部函数的主包和三十几种工具包(Toolbox)
10、对系统的时域响应分析。在实验中,我深切的感受到MATLAB软件强大的计算能力,这使我对MATLAB有了更深入的了解,为将来的毕业设计以及工作,打下了坚实的基础。参考文献[]郑君里,应启珩,杨为理。信号与系统。北京:高等教育出版社,[]高俊斌。MATLAB语言与程序设计。武汉:华中理工大学出版社,[]梁虹,梁洁,陈跃斌。信号与系统分析及MATLAB实现。北京:电子工业出版社,[]徐守时。信号与系统理论、方法和应用。合肥:中国科学技术大学出版社,[]Rioul,OandMVetterli,IEEESignalProcessingMagazine,Oct致谢通过这次设计,进一步加深了对MATLAB的了解,让我对它有了更加浓厚的兴趣。特别是当每一个子程序编写调试成功时,心里特别的开心。但是在进行系统分析时,遇到了不少问题,特别是程序编写,以及信号分析,总是有错误,在细心的检查下,终于找出了错
11、)显示由状态空间模型所描述系统对给输入u,在时间范围t内的系统输出曲线。u为输输入向量,t为时间向量,单位为秒。u,v两向量长度应相等。lsim(a,b,c,d,u,t,x)显示由状态空间模型所描述系统对给输入u,在时间范围t内的系统输出曲线。u为输输入向量,t为时间向量,单位为秒。u,v两向量长度应相等。X为系统状态初始值向量。如果省略,系统初始化状态为y=lsim()返回系统在给定输入参数时的时域响应数据向量y。[y,x,t]=lsim()返回系统在给定输入参数时的时域响应数据向量y。如果输入参数为传递函数模型,则向量x为空;如果输入参数为状态空间模型,则向量x为一矩阵,矩阵的每一列对应系统一个状态的变化数据,向量t为时间范围。典型系统传递函数分析应用举例例:给定系统的状态空间模型为)()()()
12、输人信号作用下,系统输出量的变化特性。典型响应是指采用零初值条件时典型信号作用下,系统输出量的变化特性。常用的典型响应有阶跃响应、脉冲响应和频率响应等。时域响应分析系统的时域响应分析是衡量控制系统的重要指标,也是系统分析不可缺少的组成部分。系统响应的输入信号用于系统响应的输入信号应具有下列特性:能使系统的输出有足够显著的变化;在存在其他外扰作用下,能从系统的输出中分离出高的输入信号影响;易于实现;能激发系统特性的所有模态,包括低频和高频特性;对生产过程的影响要小。常用的输入信号常用的输入信号有非周期函数、周期函数、非周期随机函数、周期随机函数等。非周期函数包含所有频带,因此能激发系统的所有模态,但对生产过程影响较大,常用的非周期函数是阶跃函数和脉冲函数。周期函数要在不同频率下检测系统的输入和输出,费时且数据后处理工作量大,但能直接得到系统的频率特性曲线,常用的周期函数有正弦函数、方波
最后
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