MATLAB绘制开环单位阶跃响应,MATLAB语言与控制系统仿真-参考 答案-第5章.doc

MATLAB语言与控制系统仿真-参考 答案-第5章

MATLAB语言与控制系统仿真实训教程-参考答案-第5章

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5.6 控制系统的时域响应MATLAB仿真实训

5.6.1实训目的

学会利用MATLAB绘制系统的单位阶跃响应曲线，掌握读取系统动态性能指标的方法；

学会利用MATLAB绘制系统的单位脉冲响应曲线的方法；

掌握利用MATLAB绘制系统的零输入响应曲线的方法；

掌握利用MATLAB绘制系统的一般输入响应曲线的方法；

学会通过仿真曲线读取相关信息，并依据有关信息进行系统的时域分析。

5.6.2实训内容

1.编写程序求取下列各系统的单位阶跃响应，完成表5-5并记录相关曲线。

解：>> n1=16;

>> d1=[1,3.2,16];

>> sys1=tf(n1,d1);

>> step(sys1)

>> n2=16;

>> d2=[1,2.4,16];

>> sys2=tf(n2,d2);

>> step(sys2)

>> n3=16;

>> d3=[1,1.6,16];

>> sys3=tf(n3,d3);

>> step(sys3)

>> n4=16;

>> d4=[1,1,16];

>> sys4=tf(n4,d4);

>> step(sys4)

表5-5

序号

()

计算值

实验

计算值

实验

计算值

实验值

1

0.4

4

1.2538

1.25

0.8569

0.863

2.1875

2.1

2

0.3

4

1.3723

1.37

0.8233

0.828

2.9167

2.81

3

0.2

4

1.5266

1.53

0.8016

0.8

4.3750

4.9

4

0.125

4

1.6731

1.67

0.7916

0.803

7.0000

7.33

>> z1=0.4;

w=4;

cmax1=1+exp(-z1*pi/sqrt(1-z1^2));

tp1=pi/(w*sqrt(1-z1^2));

ts1=3.5/(z1*w);

[cmax1,tp1,ts1]

ans =

1.2538 0.8569 2.1875

>> z2=0.3;

w=4;

cmax2=1+exp(-z2*pi/sqrt(1-z2^2));

tp2=pi/(w*sqrt(1-z2^2));

ts2=3.5/(z2*w);

[cmax2,tp2,ts2]

ans =

1.3723 0.8233 2.9167

>> z3=0.2;

w=4;

cmax3=1+exp(-z3*pi/sqrt(1-z3^2));

tp3=pi/(w*sqrt(1-z3^2));

ts3=3.5/(z3*w);

[cmax3,tp3,ts3]

ans =

1.5266 0.8016 4.3750

>> z4=0.125;

w=4;

cmax4=1+exp(-z4*pi/sqrt(1-z4^2));

tp4=pi/(w*sqrt(1-z4^2));

ts4=3.5/(z4*w);

[cmax4,tp4,ts4]

ans =

1.6731 0.7916 7.0000

说明：对于二阶欠阻尼系统()，若系统的闭环传递函数为

则系统单位阶跃响应的输出最大值

峰值时间

调整时间估算值

(以5%为误差带)

(以2%为误差带)

2.已知二阶系统的闭环传递函数如下，编程求取系统的单位阶跃响应并完成表5-6，记录相关曲线。

(1)

(2)

(3)

(4)

>> n1=8;

>> d1=[1,2,8];

>> sys1=tf(n1,d1);

>> impulse(sys1)

>> n2=10;

>> d2=[1,2,10];

>> sys2=tf(n2,d2);

>> impulse(sys2)

>> n3=12;

>> d3=[1,2,12];

>> sys3=tf(n3,d3);

>> impulse(sys3)

>> n4=16;

>> d4=[1,2,16];

>> sys4=tf(n4,d4);

>> impulse(sys4)

表5-6

序号

实验

实验

1

0.354

2.828

1.79

0.442

2

0.316

3.162

2.08

0.442

3

0.289

3.464

2.36

0.387

4

0.25

4

2.84

0.351

3.已知某单位负反馈系统的开环传递函数为

若系统的输入信号分别为

(1)，

(2)，

(3)，

(4)，

编写程序分别求取系统的在给定的输入信号下的响应，记录相应的曲线。

>> n=5;

>> d=conv([1,1,0],[0.1,1]);

>> [nc,dc]=cloop(n,