控制系统的阶跃响应实验报告.

《自动控制原理》课程实验报告

学生姓名： 王郑军 所在班级：

电信1302

指导教师： 曹铁军 老师

记分及评价：

一、 实验名称

控制系统的阶跃响应

二、 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

三、 实验原理

a) MATLAB 软件的使用

四、 实验内容及实验结果

二阶系统为

10

210

)(2

++=

s s s G 1） 键入程序，观察，记录阶跃响应曲线

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

图1 系统阶跃曲线

2） 键入

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

计算系统的闭环根，阻尼比，无阻尼振荡频率，并作记录(填入下表)

表1

Eigenvalue Damping Freq. (rad/s)

-1.00e+000 + 3.00e+000i 3.16e-001 3.16e+000 -1.00e+000 - 3.00e+000i

3.16e-001

3.16e+000

step(sys)

[y,t,x]=step(sys); [y,t]

记录实际测取的峰值大小Cmax （tp ），峰值时间tp ，过渡时间ts ，填入下表，并与理论值比较。

表2

实际值 理论值 峰值Cmax （tp ） 1.35 1.3509 峰值时间tp 1.05 1.0472 过渡时间ts %5± 2.51 3.2000

%2±

3.53

（1） 修改参数，分别实现2,1==ξξ的响应曲线，并作记录 程序为：

≫ n0=10;

≫ d0=[1 2 10]; ≫ step(n0,d0); ≫ hold on n1=10;

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

00.51 1.52 2.53

0.10.20.30.40.50.6

0.70.80.9

1Step Response

Time (sec)

A m p l i t u d e

n2=10;

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

0123456789

0.10.20.30.40.50.6

0.70.80.9

1Step Response

Time (sec)

A m p l i t u d e

修改参数，分别实现02012,2

1

n n n n ωωωω==

的响应曲线，并作记录 表3 1=ξ时的参数和曲线

【曲线】

实际值 理论值 峰值Cmax （tp ） 1.60 1.6047 峰值时间tp 0.508 0.5031 过渡时间ts %5± 2.67 3.200

%2±

2.73

【曲线】

（2） 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 1） 10

210

2)(2

+++=

s s s s G

0.5

1

1.5

Step Response

Time (seconds)

A m p l i t u d e

表2

⑵ 10

210

5.0)(22++++=s s s s s G

0.65

0.70.750.80.850.90.951

1.051.11.15Step Response

Time (seconds)

A m p l i t u d e

表2

⑶ 10

25.0)(22+++=s s s

s s G

-0.05

00.050.10.150.20.250.3Step Response

Time (seconds)

A m p l i t u d e

表2