00讲稿实验二用MATLAB实现线性系统的时域.doc

00讲稿实验二用MATLAB实现线性系统的时域.doc:..实验二用MATLAB实现线性系统的时域分析[实验目的];;3•研究二阶系统重要参数阻尼比<对系统动态性能的彩响;;。[实验指导]MATLAB中有两类用于求解系统时域响应的方法。其一是利用MATLAB中的控制系统T具箱(ControlSystemToolbox)提供的函数(命令;其二是Simulink仿真,它主要用于对复杂系统进行建模和仿真。一、用MATLAB函数(命令)进行暂态响应分析1求取线性连续系统的单位阶跃响应的函数——step基本格式为:step(sys)step(num,den)step(A,B,C,D)step(sys,t)step(sysl,sys2,...,t)y=step(sys,t)[y,tj=step(sys)[y,t,xj=step(sys)其中模型对象的类型如sys=tf(num,den)多项式模型sys=zpk(z,p,k)零点极点模型sys=ss(a,b,c,d)状态空间模型参数无t,表示时间向量t的范围口动设定。参数有t,表示给定时间向量t,应该有初值,时间增量,末值,如t=0::2o前5种函数可以绘出阶跃响应曲线;后3种函数不绘阶跃响应曲线,而是返回响应变量y,时间向量t,以及状态变量x。2求取线性连续系统的单位脉冲响应的函数 impulse基本格式为:impulse(sys)impulse()impulse(sys,tf)impulse(sysj)impulse(sysl,sys2,…,t)y=impulse(sys,t)[y,t]=impulse(sys)[y,t,x]=impulse(sys)3求取线性连续系统的单位斜坡响应MATLAB没有直接求系统斜坡响应的功能两数。在求取控制系统的斜坡响应时,通常用阶跃响应函数step()求取传递函数为G(s)/s的系统的阶跃响应,则其结果就是原系统G(s)的斜坡响应。原因是,单位阶跃信号的拉氏变换为1/s,而单位斜坡信号的拉氏变换为1/s2。——Isim其格式为y=lsim(sys,u,t)其中,t为仿真时间,u为控制系统的任意输入信号。,使用右键弹出浮动菜单,选择其屮的Characteristics子菜单,有4个子项:①PeakResponse峰值响应,点击将出现标峰值记点,单击此标记点可获得峰值幅值,超调量和峰值时间。②SettlingTime调节时间,点击将出现调节时间标记点,单击此标记点即可获得调节时间。③RiseTime上升时间,点击将出现上升时间标记点,单击此标记点即可获得上升时间。④SteadyState记点即可获得稳态值;稳定状态,若系统稳定,点击将在稳态值处出现标记点,单击此标若系统不稳定,标记点不会出现。对于不同的系统响应类型,Characteristics菜单的内容并不相同。虽然不同响应曲线的特性参数不相同,但是均可以使用类似的方法从系统响应曲线中获得相应的信息。①pa-dE<System:sysSettlingTime::sysPeakamplitude:(%):: 1 1 0 1 2 3 4 5Time(sec)Time(sec)6、其它①holdon命令:可以允许在已经画曲线的图形窗口上再画新曲线;holdoff命令取消该功能。②figure(i)命令:打开第i个图形窗口,把曲线绘在该图形窗口。③gridon命令:使图上出现网格。④subplot(m,n,p)命令;把一个I田i面分成mxn个图形区域,p代表当前的区域号,可在每个区域中分别画一个图。⑤也可以通过主界面菜单file/new/figure打开1个新图形窗口,系统自动为其编号。($)=;:;;曽0,求其阶跃响应、脉冲响应、斜坡响应、①分3个图形窗口分别显示的程序:»n=[20,33];d=[l,2,10];sys=tf(n,d);step(sys);figure(2);impulse(sys);n1=[20,33];d1=[1,2,10,0];sys1=tf(n1,d1);figure(3);step(sys1)运行结果:①pa一一dcuy①P2一-dlu<Time(sec)oo(Dpa一-dEvImpulseResponse2 4Time(