《二阶系统的阶跃响应试验报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《二阶系统的阶跃响应试验报告.docx（9页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、实验二二阶系统的阶跃响应实验报告1 .实验的目的和要求1）掌握二阶控制系统的电路模拟方法及其动态性能指标的测试技术；2）定量分析二阶控制系统的阻尼比e和无阻尼自然频率 Bn对系统动态性能的影响；3）加深理解“线性系统的稳定性只与其结构和参数有关，而与外作用无关”的性质；4） 了解与学习二阶控制系统及其阶跃响应的MATLA昉真。2 .实验内容21）分析典型二阶系统 G（s） = -2的之（之取值为0、0.25、0.5、1、s ' 2 ' - ,ns ' n1.2）和 叫（叫 取彳直10、100）变化时,对系统阶跃响应的影响。2）典型二阶系统，若 0 =0.707, 6n
2、=10s，,确定系统单位阶跃响应的特征量仃、tr 和 ts。3 .需用的仪器计算机、Matlab6.5编程软件4 .实验步骤1）利用MATLAB分析与n =10时£变化对系统单位阶跃响应的影响。观察并记录响应曲线，根据实验结果分析且变化对系统单位阶跃响应的影响。2）利用MATLAB分析之=0时0n变化对系统单位阶跃响应的影响。观察并记录响应曲线，根据实验结果分析8 n变化对系统单位阶跃响应的影响。3）利用MATLAB计算特征量 仃、tr和ts。5 .教案方式讲授与指导相结合6 .考核要求以实验报告和实际操作能力为依据7 .实验记录及分析1）程序：» t=0:0.01:10。
3、y1=step(100,1 0 100,t)y2=step(100,1 5 100,t)y3=step(100,1 10 100,t)y4=step(100,1 20 100,t) y5=step(100,1 80 100,t) subplot(3,2,1) 。plot(t,y1,'-')。gridxlabel('time t')。ylabel('yl') 。title(' 李山 1206074118')。legend('xi=0单位阶跃响应曲线')。subplot(3,2,2)。plot(t,y2,'-&
4、#39;)。gridxlabel('time t')ylabel('y2')title(' 李山 1206074118')。legend('xi=0.25单位阶跃响应曲线')。subplot(3,2,3)plot(t,y3,'-')gridxlabel('time t')ylabel('y3')title(' 李山 1206074118')。legend('xi=0.5单位阶跃响应曲线')。subplot(3,2,4)plot(t,y4,'-&
5、#39;)gridxlabel('time t')ylabel('y4')title(' 李山 1206074118')。legend('xi=1单位阶跃响应曲线')。subplot(3,2,5)。plot(t,y5,'-')gridxlabel('time t')ylabel('y5')title(' 李山 1206074118')。legend('xi=4单位阶跃响应曲线')。图形:李山 1206074118time ttime t; mr总结:当
6、0<E <1时，系统为欠阻尼系统，可以看出此时的为减幅正弦振荡函数，它的振幅 随时间的增加而减小。当E =0时，系统为无阻尼系统，可以看出此时图形呈等幅振荡。当E =1时，系统为临界系统，可以看出此时图形为单调上升，无振荡无超调。当E >1时，系统为过阻尼系统，可以看出此时单调上升，无振荡无超调。更可以由上图可以看出E <1时，二级系统的单位阶跃响应函数的过渡过程为衰减,并且随着阻尼E的减小，其振荡特性表现的越加激烈，当E=0时达到等幅振荡。E =1和E >1时，二阶系统的过渡过程具有单调上升的特性。从过渡过程的持续时 间来看，在无振荡单调上升的曲线中，以 E=1
7、的过渡时间ts最短。在欠阻尼系统 中，不仅过渡时间比 E =1时更短，而且振荡不太严重。2)程序:» t=0:0.01:10。y1=step(1*1,1 0 1*1,t) y2=step(2*2,1 0 2*2,t) y3=step(4*4,1 0 4*4,t) y4=step(8*8,1 0 8*8,t) y5=step(16*16,1 0 16*16,t) subplot(3,2,1) plot(t,y1,'-')gridxlabel('time t')ylabel('y1')title('李山legend('W_n
8、=11206074118')。单位阶跃响应曲线)。subplot(3,2,2) plot(t,y2,'-')gridxlabel('time t')ylabel('y2')title('李山legend('W_n=21206074118')单位阶跃响应曲线)。subplot(3,2,3) plot(t,y3,'-')gridxlabel('time t')ylabel('y3')title('李山legend('W_n=41206074118'
9、) 。单位阶跃响应曲线)。subplot(3,2,4)gridxlabel('time t')。ylabel('y4') 。title(' 李山 1206074118')。legend('W_n=8单位阶跃响应曲线')。subplot(3,2,5)。plot(t,y5,'-')。gridxlabel('time t')ylabel('y5')title(' 李山 1206074118')。legend('W_n=16单位阶跃响应曲线）。总结：由下图可以看出在
10、E=0时候，波形为等幅振荡，随着W的增大，等幅振荡的频率越来越高。提高 W,就可以提高二阶系统的响应速度，减小上升时间，峰值时间。图形:李山 12060741182李山 120607411845678910time t李山 1206074118Wr8单位阶戮响应曲线45678 9Mtime tn 3)程序：» num=100。den=1 14.14 100。 t=0:0.01:10。y=step(num,den,t) 。 yss=1。dta=0.02 。% r=1 。 while y(r)<yss 。 r=r+1 。 end。 tr=(r-1)*0.001。% ymax,tp=
11、max(y) 。tp1=(tp-1)*0.001。% mp=(ymax-yss)/yss 。 %s=1001。while y(s)>1-dta & y(s)<1+dta 。 s=s-1 。 end tsl=(s-1)*0.001。%tr mp tsl 结果：Command WindowTo getartedj select MATLAB Help or from the Help nenu.The element type "nam曰" Bust be terminated by the matching end-tag *</name>*. Could not parse the file: e: mat 1 abinatlabltoolboKccslinkccslinkinf o. arts -0.03400.04320. 0590arts =0. 03400l 04320. 05902）对实验中出现的问题进行讨论。、在进行文件保存的时候，文件名不能全是数字，而是以字母开头的。