試驗(yàn)五 線性系統(tǒng)時域響應(yīng)仿真分析

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學(xué)生姓名：王朝學(xué)號：1314080213專業(yè)班級：電子信息科學(xué)與技術(shù)二班

√綜合□設(shè)計□創(chuàng)新試驗(yàn)日期：試驗(yàn)成績：試驗(yàn)類型：□驗(yàn)證□

一.試驗(yàn)名稱

試驗(yàn)5線性系統(tǒng)時域響應(yīng)仿真分析

二．試驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.熟悉MATLAB軟件分析系統(tǒng)時域響應(yīng)方法。通過觀測典型二階系統(tǒng)在單位階躍、脈沖、斜坡信號作用下的動態(tài)特性，熟悉各種典型的響應(yīng)曲線。

2.通過二階系統(tǒng)定性及定量了解參數(shù)變化對動態(tài)特性的影響。分析參數(shù)變化時對系統(tǒng)響應(yīng)的影響。

三．試驗(yàn)方法：

1.一階系統(tǒng)階躍響應(yīng)：圖示RC網(wǎng)絡(luò)為一階系統(tǒng)

圖9-1

研究圖9-1所示電路，其運(yùn)動方程為

?(t)?c(t)?r(t)Tc式中，T=RC為時間常數(shù).當(dāng)時始條件為零時,其傳遞函數(shù)為

?(s)?C(s)1?R(s)Ts?1若R=1Ω，C=0.01F,則T=RC=0.01s。

傳遞函數(shù)Ф(s)=1/(0.01s+1)求單位階躍響應(yīng)的MATLAB程序如下：

[設(shè)K=1、T=0.01]

%Example

clearclearallnum=[1]；den=[0.011]；step(num,den)

執(zhí)行后可得如下圖形：

圖5-2

2.求當(dāng)K=1,T=0.1,0.5,1,2s時的階躍響應(yīng)，記錄曲線列表求出ts并分析。[為讀數(shù)便利，可參與step(num,den)；gridon。數(shù)據(jù)可保存兩位有效數(shù)字]（二）位置隨動系統(tǒng)可以用如下二階系統(tǒng)模型描述：

?nC(s)?(s)??22R(s)s?2??ns??n2ωn—自然頻率,ξ—相對阻尼系數(shù)

1．試?yán)L制ωn=6,ξ=0.2,0.4,……1.0,2.0時的單位階躍響應(yīng)。MATLAB程序：%Example2.1wn=6;

kosi=[0.1:0.2:1.0,2.0]；figure(1)holdonforkos=kosi

num=wn.^2；

den=[1,2*kos*wn,wn.^2]；step(num,den)

end

title(‘StepResponse’)holdoff

2．繪制典型二階系統(tǒng),當(dāng)ξ=0.7,ωn=2,4,6,8時的單位階躍響應(yīng)。MATLAB程序：

%Example2.2w=[2:2:8]；kos=0.5；figure(1)holdonforwn=wnum=wn.^2；

den=[1,2*kos*wn,wn.^2]；step(num,den)end

title(‘StepResponse’)holdoff

要求記錄1、2曲線波形,并求相應(yīng)的σ%、tr、ts、tp列表分析試驗(yàn)結(jié)果，探討參數(shù)變化對系統(tǒng)的影響。

3．求二階系統(tǒng)的ξ=0.5,ωn=10時的單位沖激響應(yīng)。

?(s)?MATLAB程序：

?n2s?2??ns??n22

%Example2.3%wn=10；kos=0.5；figure(1)num=wn.^2；

den=[1,2*kos*wn,wn.^2]；impulse(num,den)title(‘ImpulseResponse’)；記錄曲線波形并求ts、tp。

4．求高階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng):

3(s2?5s?7)?(s)?432s?6s?8s?4s?1MATLAB程序：

%Example2.4num=[31521]；den=[16841]；step(num,den);gridtitle(‘StepResponse’)

記錄3、4波形并求σ%、tr、ts、tp。上述程序如加語句：[z,p]=tf2zp(num,den)

則可以求出零極點(diǎn)，從而可判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

四．試驗(yàn)環(huán)境