《机械工程控制基础》Matlab仿真实验报告单(实验三).doc

红河学院工学院实验报告单 《机械工程控制基础》Matlab仿真实验报告单 课程名称：《机械工程控制基础》实验 姓名：锁鹏飞 日期：2013-12-13 成绩： 年级专业：2011级 学号：201101030208 实验场地：任222 实验三：二阶线性系统时域性能指标的Matlab仿真实验 一、实验内容。 1、二阶线性系统单位阶跃响应的时域性能指标。 2、二阶线性系统，当时，单位阶跃响应的Matlab仿真。 3、二阶线性系统，当时，单位阶跃响应的Matlab仿真。 二、实验目的。 1、熟悉Matlab操作； 2、常握Matlab中二阶线性系统的时域性能指标的求法。 3、常握Matlab中二阶线性系统无阻屁固有频率不变，阻尼比变化时对单位阶跃响应的影响，以及阻尼比不变时，无阻尼固有频率变化时对单位阶跃响应的影响。 三、相关Matlab仿真程序与仿真图形。 clear num=[6]; den=[1,2,4]; disp('?t?×?μí3′?μYoˉêy') Gs=tf(num,den) disp('?T×è?á1ìóD?μ?êó?×è?á±è') [Wn xita]=damp(Gs) Wn=Wn(1,1) xita=xita(1,1) disp('?t?×?μí3D??ü??±êè???') tr=(pi-atan(sqrt(1-xita^2)/xita))/Wn/sqrt(1-xita^2) tp=pi/Wn/sqrt(1-xita^2) ts=3.5/xita/Wn mp=exp(-pi*xita/sqrt(1-xita^2))*100 clear clc wn=9; a1=0.1; a2=0.3; a3=0.7; a4=1.0; a5=2.0; G1=tf([2*wn*wn],[1,2*wn*a1,wn*wn]) G2=tf([2*wn*wn],[1,2*wn*a2,wn*wn]) G3=tf([2*wn*wn],[1,2*wn*a3,wn*wn]) G4=tf([2*wn*wn],[1,2*wn*a4,wn*wn]) G5=tf([2*wn*wn],[1,2*wn*a5,wn*wn]) t=0:0.01:5; y1=step(G1,t); y2=step(G2,t); y3=step(G3,t); y4=step(G4,t); y5=step(G5,t); plot(t,y1,'k-',t,y2,'r--',t,y3,'b',t,y4,'c-.',t,y5,'m--'); xlabel('ê±??') ylabel('?ìó|') title('?t?×?μí3×è?á±è0.1￡?0.3￡?0.7￡?1.0￡?2.0μ?μ￥???×???ìó|') legend('axital=0.1','axita2=0.3','axita3=0.7','axita4=1.0','axita5=2.0') clear clc a1=0.5; a2=1; a3=3; a4=5; a5=10; G1=tf([a1*a1],[1,a1,a1*a1]) G2=tf([a2*a2],[1,a2,a2*a2]) G3=tf([a3*a1],[1,a3,a3*a3]) G4=tf([a4*a4],[1,a4,a4*a4]) G5=tf([a1*a5],[1,a5,a5*a5]) t=0:0.01:30; y1=step(G1,t); y2=step(G2,t); y3=step(G3,t); y4=step(G4,t); y5=step(G5,t); plot(t,y1,'k-',t,y2,'r--',t,y3,'b',t,y4,'c-.',t,y5,'m--'); xlabel('ê±??') ylabel('?ìó|') title('?t?×?μí3?T×è?á1ìóD?μ?ê?a0.5￡?1￡?3￡?5￡?10μ?μ￥???×???ìó|') legend('wn1=0.5','wn2=1','wn3=3','wn4=5','wn5=10') 四、根据实验结果，讨论：（1）当二阶线性系统无阻尼固有频率不变时，阻尼比对二阶性能（过渡时间、峰值时间、最大超调量、过渡时间）的影响，并指出对于二阶振荡系统取多少值最合适？（2）当二阶线性系统阻尼比不变时，无阻尼固有频率对二阶性能（过渡时间、峰值时间、最大超调量、过渡时间）的影响。