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 50
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。
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) step
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=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) XlfCl
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]; 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 nd ts1=(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 nd ts2=(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 nd ts3=(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 0.3530 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 ?、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 =24 Mr =9.5398 Wr =0.0100 M0 =9.5398 Wb =3.3516 me IJ pnII& io'2 1C -1 10° 10 1O 2 10 i -ir r r?i r -------------- R — t - - lr r mT T —i —■— r T ■上4一
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