自动控制原理MATLAB仿真实验报告

实验一 MATLAB 及仿真实验(控制系统的时域分析)

一、实验目的

学习利用MATLAB 进行控制系统时域分析,包括典型响应、判断系统稳定性和分析系统的动态特性;

二、预习要点

1、 系统的典型响应有哪些?

2、 如何判断系统稳定性?

3、 系统的动态性能指标有哪些?

三、实验方法

(一) 四种典型响应

1、 阶跃响应:

阶跃响应常用格式:

1、)(sys step ;其中sys 可以为连续系统,也可为离散系统。

2、),(Tn sys step ;表示时间范围0---Tn 。

3、),(T sys step ;表示时间范围向量T 指定。

4、),(T sys step Y =;可详细了解某段时间的输入、输出情况。

2、 脉冲响应:

脉冲函数在数学上的精确定义:0

,0)(1)(0

〉==⎰∞

t x f dx x f 其拉氏变换为:)

()()()(1)(s G s f s G s Y s f === 所以脉冲响应即为传函的反拉氏变换。

脉冲响应函数常用格式: ① )(sys impulse ;

② );

,();,(T sys impulse Tn sys impulse ③ ),(T sys impulse Y =

(二) 分析系统稳定性

有以下三种方法:

1、 利用pzmap 绘制连续系统的零极点图;

2、 利用tf2zp 求出系统零极点;

3、 利用roots 求分母多项式的根来确定系统的极点

(三) 系统的动态特性分析

Matlab 提供了求取连续系统的单位阶跃响应函数step 、单位脉冲响应函数impulse 、零输入响应函数initial 以及任意输入下的仿真函数lsim.

四、实验内容

(一) 稳定性

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