实验一基于MATLAB的二阶系统动态性能分析.pdf

MATLAB二阶系统动态性能分析 一、实验目的 本实验的目的是通过MATLAB仿真软件，观察学习二阶控制系统的单位阶跃响应和脉冲响应，记录单位阶跃响应曲线和脉冲响应曲线，并掌握时间响应分析的一般方法和系统阶跃响应曲线与传递函数参数的对应关系。 二、实验设备 本实验使用PC机和MATLAB仿真软件。 三、实验容 1. 作二阶系统的单位阶跃响应曲线G(s)＝2s ＋ s ＋10。 2. 分别改变该系统的阻尼比 ζ 和ундamped natural frequency ωn，观察阶跃响应曲线的变化。 3. 作该系统的脉冲响应曲线。 四、实验步骤 1. 输入程序，观察并记录阶跃响应曲线。 2. 使用damp（den）函数计算系统的闭环根、阻尼比和无阻尼振荡频率，并记录实际测取的峰值大小、Cmax(tp)、峰值时间tp和过渡时间ts，并与理论值相比较。 3. 修改参数，分别实现ζ ＝1和ζ ＝2的响应曲线，并记录。 4. 修改参数，写出程序分别实现ωn1 ＝ωn0和ωn2 ＝2ωn0的响应曲线，并记录。 五、实验记录 1. 记录实际测取的峰值大小、Cmax(tp)、峰值时间tp和过渡时间ts，并与理论值相比较。 2. 分别实现ζ ＝1和ζ ＝2的响应曲线，并记录。 3. 分别实现ωn1 ＝ωn0和ωn2 ＝2ωn0的响应曲线，并记录。 六、实验分析 通过本实验，我们可以掌握二阶控制系统的动态性能分析，理解系统的单位阶跃响应和脉冲响应，并能够使用MATLAB仿真软件进行实验分析。 知识点： 1. 二阶控制系统的定义和分类 2. 单位阶跃响应和脉冲响应的概念 3. 阶跃响应曲线和脉冲响应曲线的特点 4. 阻尼比 ζ 和无阻尼振荡频率 ωn 的概念 5. 传递函数和系统的关系 6.MATLAB仿真软件的使用 本实验可以帮助学生掌握二阶控制系统的动态性能分析，理解系统的单位阶跃响应和脉冲响应，并能够使用MATLAB仿真软件进行实验分析。