控制系统阶跃响应仿真

实验五 控制系统MA TLAB 建模

1.实验目的

（1）熟练掌握系统模型的建立，及其MATLAB 语言表达。

（2）掌握系统传递函数模型、零极点模型、状态空间模型的MATLAB 表达及转换。

（3）掌握利用MA TLAB 求半定系统的传递函数。

（4）掌握利用MA TLAB 绘制单位阶跃响应曲线。

2.实验仪器

（1）Matlab6.5应用软件安装版 一套

（3）PC 机 一台

3. 实验原理

依据MA TLAB 的建模指令，利用MA TLAB 对系统进行仿真分析，绘制系统单位阶跃响应图。

4. 实验步骤

（1）用MATLAB 语言表达系统传递函数模型。

（2）利用MA TLAB 指令实现传递函数模型，状态空间模型、零极点模型转换。

（3）建立半定系统模型，利用MATLAB 求系统传递数。

（4）绘制系统单位阶跃响应曲线。

5. 实验报告内容（选做其中三题）

1、将下列系统传递函数模型用MATLAB 语言表达出来

)170046842541254289/()1700109329135()(23452341+++++++++=s s s s s s s s s s G )15)(5)(1/()3(15)(2++++=s s s s s G

)252)(1)(1/()23()2(10023223+++-++++=s s s s s s s s s G .

2、求1中各个系统模型的等效状态空间模型。

3、将以下状态空间模型用MA TLAB 语言表达出来。

[]X 5 2 1y u 321X 5-3-06 4 01 2 3X =⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=，。

4、求3中的系统模型的等效传递函数模型和零极点模型。

5、使用MATLAB 语言分别表示图5-14所示质量系统m1、m2的位移x1、x2对输入f 的传递函数X2（s ）/F （s ）和X1（s ）/F （s ），其中m1=12kg ，m2=8kg ，k=1000N/m ，c=0.1N/m/s 。

6、求1、3各系统的单位阶跃响应。

[][]00,0,0,10,0,1,01000,,,,,,1,0,0,00,1,0,0]'

[,,,)()()()(1224321222211114.3.2.1.2112.,4,3,2,12.41.322111.2.121..11.2.122..2===⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡+⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦

⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡----=⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡+=+=+======-+-=----=D Z

x Z

x f m z z z z m c m c m k m k m c m c m k m k z z z z Df

Z C x Df

Z C x Bf

AZ Z z z z z Z x z x z x z x z x x c x x k x m x x c x x k f x m =