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matlab报告matlab报告
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MATLAB 实验报告
学 院:信电学院
年 级: 11 级
专业班级:自动化 1 班
姓 名:
学 号:110410…
5.1 控制系统的阶跃响应
一、实验目的
(1)学习控制系统的单位阶跃响应。
(2)记录单位阶跃响应曲线。
(3)掌握时间响应分析的一般方法。
二、实验内容
(1)二阶系统为
② 入程序,观察并记录阶跃响应曲线。
②键入 damp(den),计算系统的闭环根、阻尼比、无阻尼振荡频率,
并作记录键入。记录实际测取的峰值大小
y
max
(
t
p
),峰值时间
t
p
、过渡
时间
t
s
,并与理论值相比较。
三、实验代码
clc %清屏
clear all %清除所有命令
close all
t=[0:.01:15]; %设置横坐标的范围以及步长
num=[10]; %传递函数分子系数向量
den=[1 1 4]; %传递函数分母系数向量
sys=tf(num,den); %用函数tf建立一个连续系统传递函数模型
y=step(sys,t); %用函数tf建立一个连续系统传递函数模型
damp(den) %计算系统的闭环根、阻尼比、无阻尼振荡频
率。
plot(t,y,'r'); %画图,颜色为红色
hold on; %图形保持
xlabel('t(s)');
ylabel('y'); %表明坐标名称
grid on; %建立系统,并画出基本图形
ymax=max(y);
xm=find(y==ymax);
plot(t(xm),ymax,'ro','MarkerSize',3); %
画小圆,圈出最大值
plot(t(xm)*ones(1,6),[0:ymax/5:ymax],'--'); %
过最大值点做t轴的垂线
text(0.1,1.4,strcat('t_p=',num2str(t(xm)),'s')) %
指示出t_p
text(t(xm)-1,ymax+0.2,strcat('y_m_a_x=',num2str(ymax))); %
求出峰值及峰值时间
yss=2.5;
dta=0.02;
x=600;
while abs(yss-y(x))<dta;
end
t_s=x*0.01;
y_t_s=y(x);
y1=y_t_s-2.5;
text(t_s+0.3,y_t_s+0.15,'y_t_s');
plot(t_s,y_t_s,'ro','MarkerSize',3);
plot((t(xm)+4.4)*ones(1,4),[0:y_t_s/3:y_t_s],'--');
text(x*.01/2,0.6,strcat('t_s=',num2str(t_s),'s'))
text(t_s+3,y_t_s+0.2,strcat('yss=',num2str(y_t_s)));%求出调
节时间及稳态值
annotation('doublearrow',[0.135,0.44],[0.20,0.20]);
annotation('doublearrow',[0.135,0.21],[0.35,0.35]);
plot([t_s-1 15],[y_t_s+0.1 y_t_s+0.1],'--','Color','g');
plot([t_s-1 15],[y_t_s-0.05 y_t_s-0.05],'--','Color','g');
text(t_s+1.5,y_t_s+0.2, ' \downarrow ','FontSize',18);
text(t_s+1.5,y_t_s-0.2, ' \uparrow','FontSize',18);
text(t_s+1.5,y_t_s-0.2,'△=±2%','Color','m');%标出误差带
plot([t(xm) 15],[ymax ymax],'--','Color','c');
plot([t(xm) 15],[2.5 2.5],'--','Color','c');
annotation('doublearrow',[0.28 0.28],[0.62 0.84]);
e=(ymax-2.5)/2.5;
text(t(xm)+1.5,ymax-0.5,strcat('δ%=',num2str(e)));%求出超
调并标注
四、阶跃响应图像:
2. 修改参数,分别实现ζ=1 和ζ=2 的响应曲线
①m文件程序:
【change.m】
clc
clear all
close all
num=[10];
den0=[1 2 10];
sys0=tf(num,den0);
den1=[1 6.32 10];
sys1=tf(num,den1);
den2=[1 12.64 10];
sys2=tf(num,den2);
step(sys0,'r')
hold on
0 5 10 15
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
t(s)
y
t
p
=1.62s
y
max
=3.6108
y
ts
t
s
=6s
yss=2.4555
�
�
△ =±2%
δ%=0.44434
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