实验五 控制系统阶跃响应仿真实验

实验五控制系统阶跃响应仿真实验

一、实验目的

1、观察学习控制系统的单位阶跃响应

2、记录单位阶跃响应曲线

3、掌握时间响应分析的一般方法

二、实验内容

1、函数例题练习

>> num=[4];den=[1 1 4];sys=tf(num,den);

>> step(sys);

2、二阶系统为

（1）键入程序，观察、记录阶跃响应曲线。

结论要求：1）计算与记录下系统的闭环根、阻尼比、无阻尼振荡频率。

2）记录实际测取的峰值大小、峰值时间、过渡时间。

过渡时间ts为±%5时：

>> num=[10];den=[1 2 10];sys=tf(num,den);

>> damp(den)；

过渡时间ts为±%2时：

>> num=[10];den=[1 2 10];sys=tf(num,den);

>> damp(den)；

（2）修改参数，分别实现2,1=ζ=ζ.的响应曲线，并作记录。

>> n0=10;d0=[1 2 10];step(n0,d0)

>> hold on

>> n1=n0;d1=[1 6.32 10];step(n1,d1)

>> n2=n0;d2=[1 12.64 10];step(n2,d2)

（3）修改参数，分别实现ωn1=0.5ωn0、ωn2=2ωn0的响应曲线，并作记录。

>>n0=10;d0=[1 2 10];step(n0,d0)

>>hold on

>>n1=2.4964;d1=[1 1.1376 2.4964];step(n1,d1)

>>n2=39.9424;d2=[1 4.5504 39.9424];step(n2,d2)

（4）试作出以下系统的阶跃响应，并比较与原系统响应曲线的差别与特点，作出相应的实验分析结果。

>>n0=10;d0=[1 2 10];step(n0,d0)

>>hold on

>>n1=[2 10];d1=[1 2 10];step(n1,d1)

>>n2=[1 0.5 10];d2=[1 2 10];step(n2,d2)

>>n3=[1 0.5];d3=[1 2 10];step(n3,d3)

>>n4=[1];d4=[1 2 10];step(n4,d4)

①函数图象

②包含参量的函数图象

（5）自己设计三阶系统的阶跃响应

①稳定的三阶系统函数图象

>>n0=10;d0=[1 2 5 10];step(n0,d0)

②不稳定的三阶系统函数图象>>k=2

>> z=[3]

>> p=[0 2 -10]

>> sys=zpk(z,p,k)

>> step(sys)

>>k=5

>>z=[2]

>>p=[0 5 -18]

>>sys=zpk(z,p,k)

>>step(sys)