控制系统时间响应分析”实验报告
控制系统时间响应分析
控制系统时间响应分析控制系统的时间响应分析是控制系统工程中至关重要的一个环节。
控制系统时间响应分析的目的是对系统的动态性能进行分析和评价，以便设计和改进控制系统以满足系统的性能指标和要求。
时间响应分析是分析系统动态特性最常用的方法之一，由于其简单易行、直观、实用而被广泛采用。
控制系统的时间响应是指系统在输入信号发生突变时，输出信号发生的变化情况，它是衡量控制系统动态响应能力的重要参数之一。
在时间响应分析中，我们通常关注的是控制系统的过渡过程、超调量以及调节时间。
其中，过渡过程是指系统从稳态到达目标状态所需的时间，超调量是指系统在调节过程中输出信号超过目标值的最大值的百分比，调节时间是指系统达到目标状态所需要的时间。
基于这些性能指标的分析，可以确定系统的性能表现和稳定性，进而设计和优化控制系统。
时间响应分析的基本方法是利用系统的数学模型，通过激励系统并观测其输出信号随时间的变化，进而分析系统的响应特性。
此外，还可以通过脉冲响应、阶跃响应、正弦响应等不同的激励信号来分析系统的响应特性。
在针对实际系统时，时间响应分析需要考虑系统的复杂性和非线性因素等影响因素，以便获得更加准确且实用的分析结果。
对于控制系统时间响应分析而言，评价系统的性能指标是非常重要的。
标准的性能指标包括调节时间、超调量、稳态误差和振荡等。
以调节时间为例，当系统从失稳状态开始到达稳态状态的时间越短，则表示系统的响应性能越好。
超调量表示系统在达到目标状态后，输出信号超过设定值的最大值。
稳态误差则反映了系统达到稳定状态后，系统输出值与目标值之间的偏差。
控制系统时间响应分析”实验报告
控制系统时间响应分析”实验报告实验⼀、“控制系统时间响应分析”实验报告⼀、实验类型验证性实验⼆、实验⽬的1、求系统在时间常数 T 不同取值时的单位脉冲、单位阶跃响应和任意输⼊响应，熟悉系统时间响应的定义和图形曲线2、求系统的上升时间、峰值时间、最⼤超调量和调整时间等性能指标，熟悉系统瞬态性能指标的定义。
三、实验仪器与设备（或⼯具软件）计算机，MATLAB 软件四、实验内容、实验⽅法与步骤已知系统传递函数50 2 0.05s (1 )s 501、求系统在时间常数 T 不同取值时的单位脉冲、单位阶跃响应和任意输⼊响应。
应⽤impulse 函数，可以得到 T =0, T =0.0125、T 0.025时系统单位脉冲响应；应⽤函数，同样可以得到 T 0, T 0.0125、T 0.025时系统单位阶跃响应。
2、求系统的瞬态性能指标五、实验结果1、系统在时间常数 T 不同取值时的单位脉冲、单位阶跃响应和任意输⼊响 t=[0:0.01:0.8];%仿真时间区段n G=[50];tao=0; dG=[0.05 1+50*tao 50]; G 仁tf(nG ,dG);tao=0.0125; dG=[0.05 1+50*tao 50]; G2=tf( nG ,dG);tao=0.025; dG=[0.05 1+50*tao 50]; G3=tf(nG,dG);% 三种⼯值下，系统的传递函数模型[y1,T]=impulse(G1,t);[y1a,T]=step(G1,t);[y2,T]=impulse(G2,t);[y2a,T]=step(G2,t);[y3,T]=impulse(G3,t);[y3a,T]=step(G3,t);% 系统响应subplot(131),plot(T,y1,'--',T,y2,'-.',T,y3,'-')lege nd('tao=0','tao=0.0125','tao=0.025')xlabel('t(sec)'),ylabel('x(t)');grid on;G(s) stepsubplot(132),plot(T,y1a,'--',T,y2a,'-.',T,y3a,'-')legend('tao=0','tao=0 ?0125','tao=0.025')grid on;xlabel('t(sec)'),ylabel('x(t)');% 产⽣图形t=[0:0.01:1];u=si n(2*pi*t);% 仿真时间区段和输⼊Tao=0.025;nG=[50]; dG=[0.05 1+50*tao 50]; G=tf(nG ,dG);% 系统传递函数模型y=lsim(G,u,t); %求系统响应plot(t,u,'--',t,y,'-',t,u'-y,'-.','l in ewidth',1)lege nd('u(t)','xo(t)','e(t)')grid; xlabel('t(sec)'),ylabel('x(t)');% 产⽣图形t=[0:0.01:1];u=si n(2*pi*t);tao=0.025;n G=[50];dG=[0.05 1+50*tao 50];G=tf( nG ,dG);y=lsim(G,u,t); subplot(133),plot(t,u,'--',t,y,'-',t,u-y','-.','li newidth',1) lege nd('u(t)','xo(t)','e(t)')grid on ;xlabel('t(sec)'),ylabel('x(t)');系统在时间常数T 不同取值时的单位脉冲、单位阶跃响应和任意输⼊响应I (WE) XlfCl2、系统的瞬态性能指标t=0:0.001:1; %设定仿真时间区段和误差限yss=1;dta=0.02;tao=0; dG=[0.05 1+50*tao 50]; G仁tf(nG ,dG);tao=0.0125; dG=[0.05 1+50*tao 50]; G2=tf( nG ,dG);tao=0.025; dG=[0.05 1+50*tao 50]; G3=tf(nG ,dG); %三种T值下，系统的传递函数模型y1=step(G1,t); y2=step(G2,t);y3=step(G3,t); %三种T直下，系统的单位阶跃响应r=1;while y1(r)tr1=(r-1)*0.001; %T =0时的上升时间[ymax,tp]=max(y1);tp 仁(tp-1)*0.001;% 峰值时间mp1=(ymax-yss)/yss;% 最⼤超调量s=1001;while y1(s)>1-dta &y1(s)<1+dta;s=s-1;e ndts1=(s-1)*0.001;% 调整时间r=1;while y2(r)tr2=(r-1)*0.001;[ymax,tp]=max(y2);tp2=(tp-1)*0.001;mp2=(ymax-yss)/yss;s=1001;while y2(s)>1-dta &y2(s)<1+dta;s=s-1;e ndts2=(s-1)*0.001;% T =0.012啲性能指标r=1;while y3(r)tr3=(r-1)*0.001;[ymax,tp]=max(y3);tp3=(tp-1)*0.001;mp3=(ymax-yss)/yss;s=1001;while y3(s)>1-dta &y3(s)<1+dta;s=s-1;e ndts3=(s-1)*0.001;% T =0.025勺性能指标[tri tp1 mp1 ts1;tr2 tp2 mp2 ts2;tr3 tp3 mp3 ts3]% 显⽰ans =0.0640 0.1050 0.3509 0.35300.0780 0.1160 0.1523 0.25000.1070 0.1410 0.0415 0.1880实验⼆“控制系统频率特性分析”实验报告⼀、实验类型验证性实验⼆、实验⽬的1 利⽤MATLAB 绘制Nyquist图2、利⽤MATLAB 绘制Bode图3、利⽤MATLAB求系统的频域特征量三、实验仪器与设备(或⼯具软件)计算机，MATLAB软件四、实验内容、实验⽅法与步骤已知系统传递函数、24(0.25s 0.5)G(s)(2.5s 1)(0.025s 1)1、利⽤MATLAB 绘制Nyquist图2、利⽤MATLAB绘制Bode图3、利⽤MATLAB求系统的频域特征量五、实验结果(1)k=24, numG 仁k*[0.25 0.5];denG仁conv([5 2],[0.05 2]); %系统的传递函数%[re,im]=nyquist(numG1,denG1); % 求时频特性和虚频特性% plot(re,im);grid %⽣成Nyquist 图利⽤MATLAB 绘制Nyquist图：(2)k=24,numG1= k*[0.25 0.5];denG 仁conv([5 2],[0.05 2]); %系统的传递函数 %w=logspace(-2,3,100); % 产⽣介于 10-2(0.01)和 103(1000)之间的 100 个频率点 % bode(numG1,denG1,w);grid % 绘制 Bode 图利⽤MATLAB 绘制Bode 图%:Fr 舒朋riGf (3)⽲9⽤MATLAB 求系统的频域特征量k =24Mr =9.5398Wr =0.0100M0 =9.5398Wb =3.3516 me IJpnII&io'2 1C -1 10°10 1O 2 10i -ir r r?i r -------------- R — t - - lr r mT T —i —■— r T ■上4⼀。
系统响应及系统稳定性实验报告
系统响应及系统稳定性实验报告系统响应及系统稳定性实验报告引言：系统响应和系统稳定性是控制论中重要的概念。
在工程和科学领域中，我们经常需要对系统的响应和稳定性进行评估和分析，以便设计和优化控制系统。
本实验旨在通过实际测量和数据分析，探讨系统响应和系统稳定性的相关概念。
一、实验背景控制系统是由输入、输出和系统本身组成的。
系统响应是指系统对输入信号的反应。
而系统稳定性则是指系统在长时间运行中是否趋于稳定状态。
了解系统的响应和稳定性对于设计和优化控制系统至关重要。
二、实验目的1. 了解系统响应和系统稳定性的概念和定义。
2. 掌握测量系统响应和稳定性的方法和技巧。
3. 分析实验数据，评估系统的响应和稳定性。
三、实验装置和方法本实验使用了一个简单的电路系统作为示例。
实验装置包括一个信号发生器、一个电路板和一个示波器。
实验步骤如下：1. 将信号发生器连接到电路板的输入端，设置合适的频率和振幅。
2. 将示波器连接到电路板的输出端，用于测量输出信号。
3. 通过改变信号发生器的输入信号，观察并记录系统的响应。
四、实验结果与数据分析在实验中，我们通过改变信号发生器的输入信号频率和振幅，记录了系统的输出信号。
根据实验数据，我们可以绘制出系统的频率响应曲线和幅频特性曲线。
1. 频率响应曲线频率响应曲线是描述系统对不同频率输入信号的响应的曲线。
通过绘制频率响应曲线，我们可以观察到系统对于不同频率信号的增益和相位变化。
从实验数据中绘制的频率响应曲线中，我们可以观察到系统在低频时具有较高的增益，而在高频时增益逐渐降低。
2. 幅频特性曲线幅频特性曲线是描述系统对不同幅度输入信号的响应的曲线。
通过绘制幅频特性曲线，我们可以观察到系统对于不同幅度信号的增益变化。
从实验数据中绘制的幅频特性曲线中，我们可以观察到系统在低幅度信号时具有较高的增益，而在高幅度信号时增益逐渐饱和。
五、系统稳定性分析系统稳定性是指系统在长时间运行中是否趋于稳定状态。
实验一基于MATLAB的计算机控制系统时间响应分析
课程研究项目实施方案本课程研究项目主要完成《智能车系统的设计与制作》。
一、研究目的1、掌握智能自动车的结构、控制电子元器件组成及其工作原理；2、掌握传感检测系统的设计方法，掌握常用传感器的原理和使用方法；3、掌握基本电路的原理图和电路连线图；4、掌握编程软件的使用、仿真调试以及单片机程序的烧写；5、掌握常用电机的选型、驱动及控制方法；6、掌握单片机的选型及系统搭接方法；7、掌握机电一体化系统的设计、制作和调试方法。
二、主要内容1、智能车本体组装；2、电路板焊接、测试；3、编程仿真软件学习和程序烧写软件学习；4、练习数码管显示编程；5、练习驱动模块驱动电机正反转；6、练习脉宽速度调制；7、练习红外避障模块；8、练习红外循迹模块；9、练习测速模块；10、多功能综合练习和扩展练习。
三、项目小组分工安排1、每4个同学一组，相互协作完成所规定的研究内容，内容可以包括上述内容但并不限于这些内容。
2、每个小组要在项目报告中标明每个人在总体工作中的贡献和工作比例或者每个人负责的内容。
3、研究内容的多少会影响到每组的最终成绩，鼓励学生自己选取感兴趣的研究内容进行创新设计和深入研究。
四、项目进程安排时间安排：自第二周开始：《机电一体化系统》每周周五的课程安排为课程项目实训；《单片机》双周周五的课程安排为课程项目实训。
实训地点：机械馆4楼创新实验室。
五、设计说明(一)方案论述1、电动机的选择方案一：采用步进电机，步进电机的一个显著特点就是具有快速启停能力，如果负荷不超过步进电机所能提供的动态转矩值，就能够立即使步进电机启动或反转。
另一个显著特点是转换精度高，正转反转控制灵活。
方案二：采用普通直流电机。
直流电动机具有优良的调速特性，调速平滑、方便，调整范围广；过载能力强，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无级快速启动、制动和反转；能满足各种不同的特殊运行要求。
2、电动机驱动方案的选择方案一：采用电阻网络或数字电位器调整电动机的分压，从而达到调速目的。
控制工程实验
《机电控制工程基础》实验指导书适用专业：机械设计制造及其自动化机械电子工程太原工业学院机械工程系实验一系统时间响应分析实验课时数：2学时实验性质：设计性实验实验室名称：数字化实验室（机械工程系）一、实验项目设计内容及要求1. 实验目的本实验的内容牵涉到教材的第3、4、5章的内容。
本实验的主要目的是通过试验，能够使学生进一步理解和掌握系统时间响应分析的相关知识，同时也了解频率响应的特点及系统稳定性的充要条件。
2. 实验内容完成一阶、二阶和三阶系统在单位脉冲和单位阶跃输入信号以及正弦信号作用下的响应，求取二阶系统的性能指标，记录试验结果并对此进行分析。
3. 实验要求系统时间响应分析试验要求学生用MATLAB软件的相应功能，编程实现一阶、二阶和三阶系统在几种典型输入信号（包括单位脉冲信号、单位阶跃信号、单位斜坡信号和正弦信号）作用下的响应，记录结果并进行分析处理：对一阶和二阶系统，要求用试验结果来分析系统特征参数对系统时间响应的影响；对二阶系统和三阶系统的相同输入信号对应的响应进行比较，得出结论。
4. 实验条件利用数字化实验室的计算机，根据MATLAB软件的功能进行简单的编程来进行试验。
二、具体要求及实验过程1.系统的传递函数及其MATLAB表达(1)一阶系统 传递函数为：1)(+=Ts Ks G 传递函数的MATLAB 表达： num=[k]；den=[T,1]；G(s)=tf(num,den) (2)二阶系统传递函数为：2222)(nnnw s w s w s G++=ξ传递函数的MATLAB 表达： num=[2n w ]；den=[1，n w ξ2，2n w ]；G(s)=tf(num,den) （3）任意的高阶系统传递函数为：nn n n mm m m a s a s a s a b s b s b s b s G ++++++++=----11101110)( 传递函数的MATLAB 表达：num=[m m b b b b ,,,110- ]；den=[nn a a a a ,,,110- ]；G(s)=tf(num,den) 若传递函数表示为：)())(()())(()(1010nmp s p s p s z s z s z s K s G------=则传递函数的MATLAB 表达：z=[m z z z ,,,10 ]；p=[n p p p ,,,10 ]；K=[K]；G(s)=zpk(z,p,k) 2.各种时间输入信号响应的表达（1）单位脉冲信号响应：[y,x]=impulse[sys,t] （2）单位阶跃信号响应：[y,x]=step[sys,t] （3）任意输入信号响应：[y,x]=lsim[sys,u,t]其中，y 为输出响应，x 为状态响应（可选）；sys 为建立的模型；t 为仿真时间区段（可选）实验方案设计可参考教材相关内容，相应的M程序可参考教材（杨叔子主编的《机械工程控制基础》第五版）提供的程序，在试验指导教师的辅导下掌握M程序的内容和格式要求，并了解M程序在MATLAB软件中的加载和执行过程。
实验一_系统响应及系统稳定性实验报告
实验一_系统响应及系统稳定性实验报告一、实验目的本实验旨在通过研究系统响应及系统稳定性的实验，掌握系统的动态特性及如何评价系统的稳定性。
二、实验仪器和器材1.计算机2.MATLAB软件3.稳态平台三、实验原理系统的响应是指系统对输入信号的反应。
在控制系统中，动态性能是系统的重要指标之一，它描述了系统响应的速度和稳定性。
首先通过给定的输入信号，将其输入到待测系统中，并记录系统的输出信号。
然后，通过分析输入信号和输出信号的关系，得到系统的动态性能参数，如过渡过程的时间、超调量等。
系统的稳定性是指系统在受到外界扰动时，能够保持稳定状态、不产生过大的波动。
一般通过稳定度来衡量系统的稳定性，而稳定度又可分为绝对稳定和相对稳定两种情况。
在稳定度分析中，通常使用稳定图的方式进行。
四、实验步骤1.运行MATLAB软件，打开控制系统实验模块。
2.设计一个给定的输入信号。
3.将输入信号输入待测系统中，记录系统的输出信号。
4.分析输入信号和输出信号的关系，得到系统的动态性能参数，如过渡过程的时间、超调量等。
5.通过稳态平台绘制系统的稳定图，评价系统的稳定性。
五、实验结果与分析通过实验我们得到了系统的动态性能参数，并绘制了系统的稳定图。
根据动态性能参数和稳定图来评价系统的动态特性和稳定性。
六、实验总结通过本次实验，我们学习了如何评价系统的动态性能和稳定性。
同时，我们也发现系统的动态特性和稳定性对于控制系统的性能起到了重要的影响。
在实际的控制系统设计中，需要充分考虑系统的动态特性和稳定性，以保证系统的性能和可靠性。
通过本次实验，我们进一步加深了对系统的理解，为日后的控制系统设计与优化提供了参考。
系统时域响应实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解系统时域响应的基本概念和常用分析方法。
2. 掌握利用MATLAB软件进行系统时域响应分析的方法。
3. 分析不同类型系统的时域响应特性，并掌握系统性能指标的计算方法。
二、实验原理系统时域响应是指系统对输入信号的响应，通常用输出信号随时间变化的曲线表示。
时域响应分析是系统分析与设计中重要的环节，通过对系统时域响应的分析，可以了解系统的动态性能、稳定性和过渡过程等特性。
时域响应分析主要包括以下内容：1. 系统的阶跃响应：阶跃响应是指系统在单位阶跃信号作用下的输出响应，反映了系统在稳态和过渡过程中的动态特性。
2. 系统的脉冲响应：脉冲响应是指系统在单位脉冲信号作用下的输出响应，反映了系统的瞬态特性。
3. 系统的阶跃恢复响应：阶跃恢复响应是指系统在阶跃信号消失后的输出响应，反映了系统的恢复特性。
三、实验设备与软件1. 实验设备：计算机、MATLAB软件2. 实验内容：系统时域响应分析四、实验步骤1. 阶跃响应分析（1）建立系统的传递函数模型；（2）利用MATLAB的step函数绘制阶跃响应曲线；（3）分析阶跃响应曲线，计算系统的性能指标，如上升时间、峰值时间、调节时间、超调量等。
2. 脉冲响应分析（1）建立系统的传递函数模型；（2）利用MATLAB的impulse函数绘制脉冲响应曲线；（3）分析脉冲响应曲线，了解系统的瞬态特性。
3. 阶跃恢复响应分析（1）建立系统的传递函数模型；（2）利用MATLAB的step函数绘制阶跃恢复响应曲线；（3）分析阶跃恢复响应曲线，了解系统的恢复特性。
五、实验结果与分析1. 阶跃响应分析（1）系统阶跃响应曲线如图1所示，上升时间为0.5s，峰值时间为1s，超调量为20%，调节时间为3s。
图1 系统阶跃响应曲线（2）根据阶跃响应曲线，计算系统的性能指标如下：上升时间：t_r = 0.5s峰值时间：t_p = 1s超调量：M = 20%调节时间：t_s = 3s2. 脉冲响应分析（1）系统脉冲响应曲线如图2所示，系统在脉冲信号作用下的瞬态特性较好。
自控实验报告实验二
实验二 线性系统时域响应分析一、实验目的1．熟练掌握step( )函数和impulse( )函数的使用方法，研究线性系统在单位阶跃、单位脉冲及单位斜坡函数作用下的响应。
2．通过响应曲线观测特征参量ζ和n ω对二阶系统性能的影响。
3．熟练掌握系统的稳定性的判断方法。
二、实验内容1．观察函数step( )和impulse( )的调用格式，假设系统的传递函数模型为146473)(2342++++++=s s s s s s s G可以用几种方法绘制出系统的阶跃响应曲线？试分别绘制。
2．对典型二阶系统2222)(nn n s s s G ωζωω++= 1）分别绘出)/(2s rad n =ω，ζ分别取0,0.25,0.5,1.0和2.0时的单位阶跃响应曲线，分析参数ζ对系统的影响，并计算ζ=0.25时的时域性能指标ss s p r p e t t t ,,,,σ。
2）绘制出当ζ=0.25, n ω分别取1,2,4,6时单位阶跃响应曲线，分析参数nω对系统的影响。
3．单位负反馈系统的开环模型为)256)(4)(2()(2++++=s s s s Ks G试判断系统的稳定性，并求出使得闭环系统稳定的K 值范围。
三、实验报告1．观察函数step( )和impulse( )的调用格式，假设系统的传递函数模型为146473)(2342++++++=s s s s s s s G 可以用几种方法绘制出系统的阶跃响应曲线？试分别绘制。
1) 程序代码如下： >> num=[1 3 7];den=[1 4 6 4 1 0]; impulse(num,den) grid曲线如下：2) 程序代码如下：num=[1 3 7 0]; den=[1 4 6 4 1 0]; step(num,den) grid曲线如下：2．对典型二阶系统2222)(nn n s s s G ωζωω++= 1）分别绘出)/(2s rad n =ω，ζ分别取0,0.25,0.5,1.0和2.0时的单位阶跃响应曲线，分析参数ζ对系统的影响，并计算ζ=0.25时的时域性能指标ss s p r p e t t t ,,,,σ。
控制工程基础实验报告
控制工程基础实验报告班级_____________姓名_____________河南科技大学机电工程学院实验中心2010-9-24实验一典型环节时间响应分析结合报告重点预习: 各环节电路结构、时间响应函数、及各环节在零点输出值。
一实验目的:二实验设备:三实验原理:四实验内容及数据整理:1、阶跃信号（方波）的产生方式2、画出各典型环节方块图（写出传递函数）、模拟电路图(注明元件参数)及实际输出响应函数。
1)比例(P)环节方块图：模拟电路图：实验数据记录及其对阶跃信号响应曲线2)惯性(T)环节方块图：模拟电路图：实验数据记录及其对阶跃信号响应曲线3)积分(I)环节方块图：模拟电路图：实验数据记录及其对阶跃信号响应曲线4)比例积分(PI)环节方块图：模拟电路图：实验数据记录及其对阶跃信号响应曲线5)比例微分(PD)环节方块图：模拟电路图：实验数据记录及其对阶跃信号响应曲线五思考题1、实验中每个典型环节使用了两个模拟运放单元，第二个模拟运放单元起什么作用？2、根据PD环节对阶跃信号的响应曲线，试分析电路工作过程。
3、惯性环节分别在什么情况下可近似为比例环节和积分环节？实验二控制系统的频率特性结合报告重点预习:开环传递函数、开环频率特性幅值相位、及如何通过BODE图确定系统参数K和T 的值。
一实验目的:二实验设备:三实验原理:四实验记录1、正弦信号的产生方式2、画出被测系统的方块图及模拟电路图(注明元件参数)。
3、实验数据处理及被测系统的开环对数幅频曲线和相频曲线4、开环频率特性Bode图:5、根据Bode图求出系统开环传递函数五思考题1、根据测得的Bode图的幅频特性，就能确定系统的相频特性，试问这在什么系统时才能实现？2、在Bode图中，为什么横坐标习惯采用对数进行分度？3、改变开环增益或时间常数时对系统动态性能有何影响？实验三系统的校正结合报告重点预习: 比例、积分、微分各环节对系统瞬态性能指标的影响。
自动控制原理实验典型系统地时域响应和稳定性分析报告
系别：机电工程学院专业：课程名称：自动控制原理实验班级：姓名：学号：组别：实验名称：典型系统的时域响应和稳定性分析实验时间：学生成绩：教师签名：批改时间：一、目的要求1．研究二阶系统的特征参量 (ξ、ωn) 对过渡过程的影响。
2．研究二阶对象的三种阻尼比下的响应曲线及系统的稳定性。
3．熟悉 Routh 判据，用 Routh 判据对三阶系统进行稳定性分析。
二、实验设备PC机一台，TD—ACC教学实验系统一套三、实验原理及内容1．典型的二阶系统稳定性分析(1) 结构框图：如图 1.2-1 所示。
图1.2-2(2) 对应的模拟电路图：如图 1.2-2 所示。
图1.2-2系别：机电工程学院专业：课程名称：自动控制原理实验班级：姓名：学号：组别：实验名称：实验时间：学生成绩：教师签名：批改时间：(3) 理论分析系统开环传递函数为：；开环增益：(4) 实验内容先算出临界阻尼、欠阻尼、过阻尼时电阻 R 的理论值，再将理论值应用于模拟电路中，观察二阶系统的动态性能及稳定性，应与理论分析基本吻合。
在此实验中(图 1.2-2)，系统闭环传递函数为：其中自然振荡角频率：2．典型的三阶系统稳定性分析(1) 结构框图：如图 1.2-3 所示。
系别：机电工程学院专业：课程名称：自动控制原理实验班级：姓名：学号：组别：实验名称：实验时间：学生成绩：教师签名：批改时间：图 1.2-3(2)模拟电路图：如图 1.2-4 所示。
图 1.2-4(3)理论分析：系统的特征方程为:(4)实验内容：实验前由 Routh 判断得 Routh 行列式为：系别：机电工程学院专业：课程名称：自动控制原理实验班级：姓名：学号：组别：实验名称：实验时间：学生成绩：教师签名：批改时间：为了保证系统稳定，第一列各值应为正数，所以有五、实验步骤1．将信号源单元的“ST”端插针与“S”端插针用“短路块”短接。
由于每个运放单元均设臵了锁零场效应管，所以运放具有锁零功能。
系统响应及系统稳定性实验报告
系统响应及系统稳定性实验报告系统响应及系统稳定性实验报告引言：在现代科技的快速发展下，系统响应及系统稳定性成为了各个领域研究的热点。
系统响应是指系统对于外部刺激的反应速度和质量，而系统稳定性则是指系统在长时间运行中是否能够保持稳定的状态。
本实验旨在通过实际操作和数据分析，探究系统响应和系统稳定性的相关因素，并对结果进行评估和总结。
实验一：系统响应1. 实验目的通过改变输入信号的频率和幅度，观察系统的响应速度和质量，并分析其影响因素。
2. 实验步骤首先，我们选取了一个简单的电路系统作为实验对象。
接下来，我们分别改变输入信号的频率和幅度，记录系统的响应时间和稳定状态。
3. 实验结果通过实验数据的收集和整理，我们发现系统的响应速度与输入信号的频率和幅度密切相关。
当频率较高时，系统的响应速度更快；而当幅度较大时，系统的响应质量更高。
4. 结果分析系统响应速度受到信号传输路径的影响，包括信号传输介质的特性和系统内部元件的响应速度等。
而系统响应质量则与信号的幅度和噪声等因素有关。
因此，在设计系统时需要综合考虑这些因素，以达到最佳的响应效果。
实验二：系统稳定性1. 实验目的通过改变系统的参数和工作条件，观察系统的稳定性，并分析其影响因素。
2. 实验步骤我们选择了一个机械系统作为实验对象，并通过改变系统的参数和工作条件，观察系统的稳定性。
同时，我们记录了系统的稳定时间和稳定状态。
3. 实验结果通过实验数据的统计和分析，我们发现系统的稳定性与系统参数和工作条件密切相关。
当参数调整到合适的范围内，系统能够在较短的时间内达到稳定状态；而当参数偏离合适范围时，系统的稳定性会受到影响。
4. 结果分析系统稳定性受到系统内部元件的特性和外部环境的影响。
例如，系统的摩擦力、阻尼系数和负载等因素都会对系统的稳定性产生影响。
因此，在设计系统时需要考虑这些因素，并进行合理的调整和优化，以提高系统的稳定性。
总结：通过本次实验，我们对系统响应和系统稳定性的相关因素有了更深入的了解。
控制系统的时间响应实验总结
控制系统的时间响应实验总结一、实验目的本实验旨在通过实际操作，深入理解控制系统的时间响应特性，掌握时间响应分析的方法，并探究不同控制参数对系统性能的影响。
二、实验原理控制系统的时间响应是指系统对输入信号的响应随时间变化的行为。
对于线性时不变系统，时间响应分析是研究系统动态特性的重要手段。
通过时间响应分析，可以了解系统的稳定性、快速性、准确性等性能指标。
本实验主要基于一阶和二阶控制系统进行时间响应分析。
三、实验步骤1.搭建一阶和二阶控制系统模型。
2.设计输入信号，如阶跃信号、脉冲信号等。
3.采集系统输出信号，记录时间响应数据。
4.分析时间响应数据，计算性能指标，如上升时间、峰值时间、调节时间和超调量等。
5.改变控制参数，观察时间响应变化，分析参数对系统性能的影响。
6.整理实验数据，撰写实验报告。
四、实验结果及数据分析1.一阶系统时间响应分析：2.二阶系统时间响应分析：根据实验数据，我们可以得出以下结论：1.控制参数K和T对一阶系统的时间响应有显著影响。
随着K的增大，系统的快速性提高，调节时间缩短，但超调量也会相应增大。
T的增加会使系统的上升时间和调节时间延长，但对超调量的影响较小。
2.对于二阶系统，控制参数Wn和T同样对时间响应具有显著影响。
Wn较小的系统具有较好的动态性能，峰值时间和峰值振幅较小，超调量也较小。
T的增加会使系统的调节时间延长，但可以通过增加Wn来改善系统的动态性能。
3.通过对比一阶和二阶系统的实验数据，可以发现二阶系统的调节时间和调节过程的波动性通常比一阶系统更大。
这是由于二阶系统的极点分布更加复杂，其动态特性也更加多样化。
五、结论与建议本实验通过实际操作和数据分析，深入了解了控制系统的时间响应特性及其影响因素。
在实际应用中，应根据具体需求选择合适的控制参数，以获得理想的系统性能。
针对实验结果，提出以下建议：1.对于一阶系统，若需要提高系统的快速性，可适当增大K值；若需要减小超调量，可适当减小K值或增大T值。
自动控制原理实验报告《线性控制系统时域分析》
自动控制原理实验报告《线性控制系统时域分析》一、实验目的1. 理解线性时间不变系统的基本概念，掌握线性时间不变系统的数学模型。
2. 学习时域分析的基本概念和方法，掌握时域分析的重点内容。
3. 掌握用MATLAB进行线性时间不变系统时域分析的方法。
二、实验内容本实验通过搭建线性时间不变系统，给出系统的数学模型，利用MATLAB进行系统的时域测试和分析，包括系统的时域性质、单位脉冲响应、单位阶跃响应等。
三、实验原理1. 线性时间不变系统的基本概念线性时间不变系统（Linear Time-Invariant System，简称LTI系统）是指在不同时间下的输入信号均可以通过系统输出信号进行表示的系统，它具有线性性和时不变性两个重要特性。
LTI系统的数学模型可以表示为：y(t) = x(t) * h(t)其中，y(t)表示系统的输出信号，x(t)表示系统的输入信号，h(t)表示系统的冲激响应。
2. 时域分析的基本概念和方法时域分析是一种在时间范围内对系统进行分析的方法，主要涉及到冲激响应、阶跃响应、单位脉冲响应等方面的内容。
针对不同的输入信号，可以得到不同的响应结果，从而确定系统的时域特性。
四、实验步骤与结果1. 搭建线性时间不变系统本实验中，实验者搭建了一个简单的一阶系统，系统的阻尼比为0.2，系统时间常数为1。
搭建完成后，利用信号发生器输出正弦信号作为系统的输入信号。
2. 获取系统的响应结果利用MATLAB进行系统的时域测试和分析，得到了系统的冲激响应、单位阶跃响应和单位脉冲响应等结果。
其中，冲激响应、阶跃响应和脉冲响应分别如下所示：冲激响应：h(t) = 0.2e^(-0.2t) u(t)阶跃响应：H(t) = 1-(1+0.2t) e^(-0.2t) u(t)脉冲响应：g(t) = h(t) - h(t-1)3. 绘制响应图表通过绘制响应图表，可以更好地展示系统的时域性质。
下图展示了系统的冲激响应、阶跃响应和脉冲响应的图表。
自动控制原理 实验七 实验报告
实验七 控制系统的时域分析实验一、实验目的1．学习控制系统时域分析的MA TLAB 实现。
2．掌握控制系统的时域响应及性能指标。
二、实验内容及要求1、已知一阶系统传递函数为11)(+=s s φ 输入为正弦信号，求输出。
编写程序，将输入和响应曲线画于同一图上。
>> sys=tf(1,[1,1])Transfer function: 1 ----- s + 1>> t=0:0.1:10;u=sin(t);lsim(sys,u,t)2、已知二阶系统传递函数为2222)(nn ns s s ωξωωφ++= 当n ω=1时，试计算当阻尼比ξ值从0.1到1时二阶系统的阶跃响应。
编写程序，将响应曲线画于同一图上，并加上标注。
>> sys1=tf(1,[1,0.2,1]);... sys2=tf(1,[1,0.4,1]);... sys3=tf(1,[1,0.8,1]);... sys4=tf(1,[1,1.2,1]);... sys5=tf(1,[1,1.6,1]);... sys6=tf(1,[1,2,1]);...step(sys1,sys2,sys3,sys4,sys5,sys6)3、二阶系统为10210)(2++=s s s φ编写程序，求系统的根、阻尼比、无阻尼震荡频率和响应曲线，计算（注意不是从响应图上读出）出峰值、峰值时间和过渡时间，并与理论公式计算值比较。
>>sys=tf(10,[1,2,10]);damp(sys);[wn,z]=damp(sys);impulse(sys);[y,t,x]=impulse(sys);mp=max(y);tp=spline(y,t,mp);ts5=3/(wn(1)*z(1));ts2=4/(wn(1)*z(1));mptpts5ts24、编写函数，输入参数为对象模型sys，求该对象模型的单位斜坡输入响应，将输入和输出曲线画于同一图上。
系统的时间响应分析
系统的时间响应分析时间响应分析是探索系统对输入信号做出反应的一种方法。
在这个过程中，我们研究系统输出在不同时间点的行为，以便更好地理解和预测系统的性能和稳定性。
在进行时间响应分析之前，我们需要了解输入信号和系统的数学模型。
输入信号可以是连续时间信号，也可以是离散时间信号。
系统的数学模型可以是差分方程、微分方程、差分方程的递归关系等形式。
在时间响应分析中，最常用的分析方法是通过求解系统的微分方程或差分方程获得其输出。
对于连续时间系统，我们通常使用微分方程；对于离散时间系统，我们通常使用差分方程。
在实际应用中，我们可以使用不同的方法来获得系统的时间响应。
其中最常见的方法是使用拉普拉斯变换和傅里叶变换。
拉普拉斯变换通常用于连续时间系统，而傅里叶变换则更适用于离散时间系统。
通过进行时间响应分析，我们可以获得系统的重要性能指标，如稳定性、阻尼比、自然频率等。
这些指标对于系统设计和控制至关重要。
通过对时间响应分析的研究，我们可以了解系统对不同输入信号的响应速度、衰减程度以及是否能达到稳态。
此外，时间响应分析还有助于系统的故障诊断和故障排除。
通过观察系统的时间响应，我们可以判断系统是否存在故障，并进一步确定故障的来源和性质。
总之，时间响应分析是一种重要的系统分析方法，可以帮助我们了解系统的性能和稳定性。
通过对系统输出在不同时间点的观察和分析，我们可以获得系统的重要性能指标，并进一步进行系统设计和控制的优化。
时间响应分析是系统控制理论中的一项重要内容，它用于研究系统对输入信号的响应情况。
通过分析系统在不同时间点的输出行为，我们可以获得有关系统的重要信息，例如系统的稳定性、阻尼比、自然频率等。
这些信息对于系统设计、控制和故障排除非常关键。
在进行时间响应分析之前，我们首先需要了解系统的输入信号和数学模型。
输入信号可以是连续时间信号，也可以是离散时间信号，而系统的数学模型可以是差分方程、微分方程、递推关系等表示。
在时间响应分析中，最常用的方法是通过求解系统的微分方程或差分方程来获得系统的输出。
控制系统时间响应分析
实验报告课程名称控制工程基础题目实验一控制系统时间响应分析工具 _______matlab系别 _仪器科学与光电工程学院__ 专业测控技术与仪器姓名 ____班级/学号成绩指导教师实验一 控制系统时间响应分析1. 实验目的(1)学习并掌握Matlab 控制系统时间响应分析的简单使用方法； (2)掌握控制系统时间相应的分析方法； (3)掌握控制系统时间响应的性能指标。
2. 实验仪器系统安装有matlab 软件的计算机实验系统。
3. 实验内容一阶系统和二阶系统在单位脉冲、单位阶跃作用下的响应分析。
1）一阶系统形式410As + A=2n+1;n=0,1,2, (9)2）二阶系统形式291120As s ++ A=2n+1;n=0,1,2, (9)4. 实验步骤(1) 打开matlab (2) 建立***.m 文件 (3) 编制程序（主要指令：tf 、step 、impulse ； 注释用“%”开头）(4) 运行所编制程序(5) 运行结果记录（存储） （6）存储所编制程序5. 实验结果分析和实验报告（即分析系统响应快速性、振荡性与系统参数的关系）1101104104+⨯=+s A As 得10A T = （1）一阶系统单位脉冲输入A 1 3 5 7 9 T 0.1 0.3 0.5 0.7 0.9 t s (2%)0.43 1.38 2 3 3.6 t s (5%)0.31 0.95 1.5 2.35 3 程序：num=[0,4];den=[1,10]; %A=2n+1 n=0,1,2,...9 impulse(num,den) gridA=1图形如下：00.10.20.30.40.50.60.511.522.533.54Im pulse ResponseTim e (sec)A m p l i t u d e实验结果分析：随着时间常数的增加，系统达到稳定时所用的时间也不断的增加，放大倍数减小。
（2）一阶系统单位阶跃输入A 1 3 5 7 9 T 0.1 0.3 0.5 0.7 0.9 t s (2%)0.4 1.2 2 2.7 3.55t s (5%)0.3 0.88 1.5 2.1 2.7程序： A=1num=[0,4];den=[1,10]; %A=2n+1 n=0,1,2,...9 step(num,den) gridA=1图形如下：00.10.20.30.40.50.60.050.10.150.20.250.30.350.4Step ResponseTim e (sec)A m p l i t u d e实验结果分析：随着时间常数的增加，系统达到稳定时所用的时间也不断的增加，放大倍数也增大。
控制工程,控制系统的时间响应分析实验报告
控制工程,控制系统的时间响应分析实验报告实验目的：
1、了解控制系统的时间响应。
2、通过实验掌握一阶惯性环节和二阶惯性环节的时间常数对系统时间响应的影响。
3、通过实验掌握如何利用MATLAB软件绘制系统的单位阶跃响应曲线。
实验原理：
控制系统的时间响应分为三个阶段：静态过程、动态过程和稳态过程。
静态过程：是指从系统没有被激励时到系统开始响应的时间段。
此阶段的特点是系统的输出仍处于最初的状态，并且在此过程中系统输入信号的变化不会影响系统的输出。
稳态过程：是指在稳定状态下，系统的输出呈现出稳定的状态，此时系统输出的波动已经趋近于0。
一阶惯性环节：
当系统被激励时，一阶惯性环节的时间响应曲线通常呈现出下列形式：
y(t) = Kp(1-e^(-(t-Td)/τ))
y(t)表示t时刻系统的输出，Kp是系统的比例增益，Td表示系统的传递延迟时间，τ是传递恒量。
y(t) = Kp[1-2e^(-(ξω_n) t)cos(ω_n√(1-ξ^2)t)+e^(-(2ξω_n) t)]
实验步骤：
1、利用实验箱FT1218一阶惯性环节模块和二阶惯性环节模块搭建图示电路。
3、记录实验数据，并对单位阶跃响应曲线进行分析并作出梯形图。
实验结果：
Kp=2.0，τ=1.0，Td=0.0
单位阶跃响应曲线：
梯形图：
从实验中我们可以看出，在一阶惯性环节中，随着时间的增加，响应曲线逐渐接近1.0，趋于平稳，其响应速度较慢，响应波动较小。
在工程实际应用中，需要根据实际控制对象的特性，选择更合适的控制模型，以达到更好的控制效果。
控制系统的时域分析实验报告
控制系统的时域分析实验报告实验目的：1.了解控制系统的时域分析方法；2.学习使用MATLAB进行时域分析；3.通过实验验证时域分析的准确性。
实验原理：时域分析是控制系统研究中的一种方法，通过研究系统在时间上的响应来研究系统的动态特性和稳定性。
在时域分析中，常用的方法包括脉冲响应、阶跃响应和正弦响应等。
通过对这些响应进行观察和分析，可以得到系统的各种性能指标，如超调量、响应时间、稳态误差等。
实验步骤：1.使用MATLAB编写程序，生成一个二阶控制系统的传递函数。
2.通过给控制系统输入一定的信号，观察系统的脉冲响应，并记录脉冲响应图像。
3.给控制系统输入一个阶跃信号，观察系统的阶跃响应，并记录阶跃响应图像。
4.给控制系统输入一个正弦信号，观察系统的正弦响应，并记录正弦响应图像。
5.根据实验数据，使用MATLAB分析系统的性能指标，如超调量、响应时间和稳态误差等。
实验结果：通过实验测得的数据和MATLAB分析，得到了控制系统的各种性能指标。
例如，测得的脉冲响应图像显示了系统的初值响应特性；阶跃响应图像显示了系统的过渡过程；正弦响应图像显示了系统的频率响应特性。
通过分析这些响应图像，可以得到系统的超调量、响应时间和稳态误差等指标。
实验结论：1.通过实验和分析，了解了控制系统的时域分析方法；2.掌握了使用MATLAB进行时域分析的技巧；3.实验证明了时域分析在控制系统研究中的重要性和准确性。
实验心得：通过进行控制系统的时域分析实验，我深刻认识到了时域分析在控制系统研究中的重要性。
通过观察和分析系统的脉冲响应、阶跃响应和正弦响应，可以全面了解系统的动态特性和稳定性。
同时，学会了使用MATLAB进行控制系统的时域分析，这将在我未来的研究工作中发挥重要作用。
实验结果验证了时域分析的准确性，这对我提高对控制系统的理解和研究能力有着积极影响。
自动控制理论实验报告
自动控制理论实验报告实验二控制系统的时域分析一、实验目的学习利用MATLAB 进行控制系统时域分析，包括典型响应、判断系统稳定性和分析系统的动态特性；二、实验要点1、系统的典型响应有哪些？2、如何判断系统稳定性？3、系统的动态性能指标有哪些？三、实验方法（一）四种典型响应1、阶跃响应：阶跃响应常用格式：1、)(sys step ；其中sys 可以为连续系统，也可为离散系统。
2、),(Tn sys step ；表示时间范围0---Tn 。
3、),(T sys step ；表示时间范围向量T 指定。
4、),(T sys step Y =；可详细了解某段时间的输入、输出情况。
2、脉冲响应：脉冲函数在数学上的精确定义：0,0)(1)(0==?∞t x f dx x f 其拉氏变换为：)()()()(1)(s G s f s G s Y s f === 所以脉冲响应即为传函的反拉氏变换。
脉冲响应函数常用格式：① )(sys impulse ；② );,();,(T sys impulse Tn sys impulse ③ ),(T sys impulse Y =（二）分析系统稳定性有以下三种方法：1、利用pzmap 绘制连续系统的零极点图；2、利用tf2zp 求出系统零极点；3、利用roots 求分母多项式的根来确定系统的极点（三）系统的动态特性分析Matlab 提供了求取连续系统的单位阶跃响应函数step 、单位脉冲响应函数impulse 、零输入响应函数initial 以及任意输入下的仿真函数lsim.四、实验内容实验三控制系统的根轨迹分析一实验目的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．利用根轨迹图进行系统分析二实验要点1. 预习什么是系统根轨迹？2. 闭环系统根轨迹绘制规则。
三实验方法（一）方法：当系统中的开环增益k 从0到变化时，闭环特征方程的根在复平面上的一组曲线为根轨迹。
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控制系统时间响应分析”实验报告
实验一、“控制系统时间响应分析”实验报告
一、实验类型
验证性实验
二、实验目的
1、 求系统在时间常数τ不同取值时的单位脉冲、单位阶跃响应和任意输入响应，熟悉系统时间响应的定义和图形曲线
2、 求系统的上升时间、峰值时间、最大超调量和调整时间等性能指标，熟悉系统瞬态性能指标的定义。
三、实验仪器与设备（或工具软件）
计算机，MATLAB 软件
四、实验内容、实验方法与步骤
已知系统传递函数
50
)1(05.050)(2+++=s s s G τ 1、求系统在时间常数τ不同取值时的单位脉冲、单位阶跃响应和任意输入
响应。
应用impulse 函数，可以得到τ=0，τ=0.0125、τ=0.025时系统单位脉冲响
应；应用step 函数，同样可以得到τ=0，τ=0.0125、τ=0.025时系统单位阶跃响应。
2、求系统的瞬态性能指标
五、实验结果
1、系统在时间常数τ不同取值时的单位脉冲、单位阶跃响应和任意输入响 t=[0:0.01:0.8];%仿真时间区段
nG=[50];
tao=0; dG=[0.05 1+50*tao 50]; G1=tf(nG,dG);
tao=0.0125; dG=[0.05 1+50*tao 50]; G2=tf(nG,dG);
tao=0.025; dG=[0.05 1+50*tao 50]; G3=tf(nG,dG);%三种τ值下，系统的传递函数模型
[y1,T]=impulse(G1,t);[y1a,T]=step(G1,t);
[y2,T]=impulse(G2,t);[y2a,T]=step(G2,t);
[y3,T]=impulse(G3,t);[y3a,T]=step(G3,t);%系统响应
subplot(131),plot(T,y1,'--',T,y2,'-.',T,y3,'-')
legend('tao=0','tao=0.0125','tao=0.025')
xlabel('t(sec)'),ylabel('x(t)');grid on;
subplot(132),plot(T,y1a,'--',T,y2a,'-.',T,y3a,'-')
legend('tao=0','tao=0.0125','tao=0.025')
grid on;xlabel('t(sec)'),ylabel('x(t)');%产生图形
t=[0:0.01:1];u=sin(2*pi*t);% 仿真时间区段和输入
Tao=0.025;
nG=[50]; dG=[0.05 1+50*tao 50]; G=tf(nG,dG);%系统传递函数模型
y=lsim(G,u,t); %求系统响应
plot(t,u,'--',t,y,'-',t,u'-y,'-.','linewidth',1)
legend('u(t)','xo(t)','e(t)')
grid; xlabel('t(sec)'),ylabel('x(t)');%产生图形
t=[0:0.01:1];u=sin(2*pi*t);
tao=0.025;
nG=[50];dG=[0.05 1+50*tao 50];G=tf(nG,dG);
y=lsim(G,u,t);
subplot(133),plot(t,u,'--',t,y,'-',t,u-y','-.','linewidth',1)
legend('u(t)','xo(t)','e(t)')
grid on;xlabel('t(sec)'),ylabel('x(t)');
系统在时间常数τ不同取值时的单位脉冲、单位阶跃响应和任意输入响应:
2、系统的瞬态性能指标
t=0:0.001:1; %设定仿真时间区段和误差限
yss=1;dta=0.02;
tao=0; dG=[0.05 1+50*tao 50]; G1=tf(nG,dG);
tao=0.0125; dG=[0.05 1+50*tao 50]; G2=tf(nG,dG);
tao=0.025; dG=[0.05 1+50*tao 50]; G3=tf(nG,dG); %三种τ值下，系统的传递函数模型
y1=step(G1,t);
y2=step(G2,t);
y3=step(G3,t); %三种τ值下，系统的单位阶跃响应
r=1;while y1(r)<yss;r=r+1;end
tr1=(r-1)*0.001; %τ=0时的上升时间
[ymax,tp]=max(y1);tp1=(tp-1)*0.001;%峰值时间
mp1=(ymax-yss)/yss;%最大超调量
s=1001;while y1(s)>1-dta&y1(s)<1+dta;s=s-1;end
ts1=(s-1)*0.001;%调整时间
r=1;while y2(r)<yss;r=r+1;end
tr2=(r-1)*0.001;[ymax,tp]=max(y2);
tp2=(tp-1)*0.001;mp2=(ymax-yss)/yss;
s=1001;while y2(s)>1-dta&y2(s)<1+dta;s=s-1;end
ts2=(s-1)*0.001;% τ=0.0125的性能指标
r=1;while y3(r)<yss;r=r+1;end
tr3=(r-1)*0.001;[ymax,tp]=max(y3);
tp3=(tp-1)*0.001;mp3=(ymax-yss)/yss;
s=1001;while y3(s)>1-dta&y3(s)<1+dta;s=s-1;end
ts3=(s-1)*0.001;% τ=0.025的性能指标
[tr1 tp1 mp1 ts1;tr2 tp2 mp2 ts2;tr3 tp3 mp3 ts3]%显示
ans =
0.0640 0.1050 0.3509 0.3530
0.0780 0.1160 0.1523 0.2500
0.1070 0.1410 0.0415 0.1880
实验二 “控制系统频率特性分析”实验报告
一、实验类型
验证性实验
二、实验目的
1、利用MATLAB 绘制Nyquist 图
2、利用MATLAB 绘制Bode 图
3、利用MATLAB 求系统的频域特征量
三、实验仪器与设备（或工具软件）
计算机，MATLAB 软件
四、实验内容、实验方法与步骤
已知系统传递函数
)1025.0)(15.2()
5.025.0(24)(+++=s s s s G
1、利用MATLAB 绘制Nyquist 图
2、利用MATLAB 绘制Bode 图
3、利用MATLAB 求系统的频域特征量
五、实验结果
（1）
k=24,numG1=k*[0.25 0.5];
denG1=conv([5 2],[0.05 2]); %系统的传递函数%
[re,im]=nyquist(numG1,denG1); %求时频特性和虚频特性% plot(re,im);grid %生成Nyquist图
利用MATLAB绘制Nyquist图：
（2）
k=24,numG1=k*[0.25 0.5];
denG1=conv([5 2],[0.05 2]); %系统的传递函数%
w=logspace(-2,3,100); %产生介于10-2(0.01)和103(1000)之间的100个频率点% bode(numG1,denG1,w);grid %绘制Bode图
利用MATLAB绘制Bode图%：
（3）利用MATLAB求系统的频域特征量
k =24
Mr =9.5398
Wr =0.0100
M0 =9.5398
Wb =3.3516
实验三、“控制系统的稳定性分析”实验报告一、实验类型
验证性实验
二、实验目的
1、利用MATLAB求系统的特征根。
2、利用MATLAB分析系统的稳定性。
三、实验仪器与设备（或工具软件）
计算机，MATLAB软件
四、实验内容、实验方法与步骤
1、利用MATLAB求系统的特征根。
根据已知的系统特征方程，应用roots函数可以直接求出系统所有的特征根，从而判定系统是否稳定。
2、利用MATLAB分析系统的稳定性。
MATLAB提供的margin函数，可以求出系统的幅值裕度、幅值穿越频率和相位穿越频率，因而可以用于判定系统的相对稳定性。
五、实验结果
mag =
1.0e+003 *
ans =
9.5424 25.3898 2.2361 1.2271
-10.4576 -23.5463 2.2361 3.9010。