武汉工程大学实验报告格式.docx
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武汉工程大学实验报告格式
武汉工程大学实验报告
专业建筑节能班号一班组别指导教师陈艳菲
姓名陈尚海同组者
实验名称线性系统的时域响应和根轨迹
实验日期2012-11-8第一次实验
一、】
二、实验目的
三、实验内容
四、实验结果及分析
五、实验心得与体会
%
、
实验一线性系统时域响应分析
一、实验目的
1.熟练掌握step()函数和impulse()函数的使用方法,研究线性系统在单位阶跃、单位脉冲及单位斜坡函数作用下的响应。
2.通过响应曲线观测特征参量
和
对二阶系统性能的影响。
3.熟练掌握系统的稳定性的判断方法。
二、实验内容
1.观察函数step()和impulse()的调用格式,假设系统的传递函数模型为
可以用几种方法绘制出系统的阶跃响应曲线试分别绘制。
2.对典型二阶系统
1)分别绘出
,
分别取0,,,和时的单位阶跃响应曲线,分析参数
对系统的影响,并计算
=时的时域性能指标
。
2)绘制出当
=,
分别取1,2,4,6时单位阶跃响应曲线,分析参数
对系统的影响。
3.系统的特征方程式为
,试用两种判稳方式判别该系统的稳定性。
4.单位负反馈系统的开环模型为
试用劳斯稳定判据判断系统的稳定性,并求出使得闭环系统稳定的K值范围
num=[00137];
den=[14641];
step(num,den)
grid
title('Unit_stepRespinseofG(s)=(s^2+3s+7)/(s^4+4s^3+6s^2+4s+1)')
num=[000137];
den=[146410];
impulse(num,den)
grid
title('Unit_impulseResponseofG(s)=(s^2+3s+7)/s^4+4s^3+6s^2+4s+1)')
num=[004];den1=[104];den2=[114];
den3=[124];den4=[144];den5=[184];
t=0:
:
10;step(num,den1,t)
grid
text,,'Zeta=0');hold
step(num,den2,t)
text,,'')
step(num,den3,t)
text(2,,'')
step(num,den4,t)
text(2,,'')
step(num,den5,t)
text(2,,'')
title('Step-ResponseCurvesforG(s)=4/[s^2+4(zeta)s+4]')
σp=42%,tr=tp=ts=6e=0
ζ越大,超调量越小,响应的平稳性越好。
过阻尼状态下,系统响应迟缓。
num1=[001];den1=[11];
t=0:
:
10;step(num1,den1,t);
grid;holdon
text(3,,'wn=1')
num2=[004];den2=[114];
step(num2,den2,t);holdon
text,,'wn=2')
num3=[0016];den3=[1216];
step(num3,den3,t);holdon
text,,'wn=4')
num4=[0036];den4=[1336];
step(num4,den4,t);holdon
text,,'wn=6')
text,,'wn=6')
当阻尼比保持不变时,wn越大,调节时间越短,快速性越好。
>>roots([2,1,3,5,10])
ans=
+
-
+
-
>>den=[2,1,3,5,10];
[r,info]=routh(den)
r=
0
0
00
00
info=
所判定系统有2个不稳定根!
>>den=[1,12,69,198,210];
[r,info]=routh(den)
r=
0
0
00
00
info=
所要判定系统稳定!
>den=[1,12,69,198,300];
[r,info]=routh(den)
r=
0
0
00
00
info=
所要判定系统稳定!
>>den=[1,12,69,198,800];
[r,info]=routh(den)
r=
0
0
00
00
info=
所要判定系统稳定!
>>den=[1,12,69,198,900];
[r,info]=routh(den)
r=
0
0
00
00
info=
所判定系统有2个不稳定根!
所以K的取值在800到900之间。
实验二线性系统的根轨迹
一、实验目的
1.熟悉MATLAB用于控制系统中的一些基本编程语句和格式。
2.利用MATLAB语句绘制系统的根轨迹。
3.掌握用根轨迹分析系统性能的图解方法。
4.掌握系统参数变化对特征根位置的影响。
2、实验内容
1.请绘制下面系统的根轨迹曲线
同时得出在单位阶跃负反馈下使得闭环系统稳定的K值的范围。
2.在系统设计工具rltool界面中,通过添加零点和极点方法,试凑出下面系统,并观察增加极、零点对系统的影响。
——
——
——
G=tf(1,[conv([1,2,2],[1,6,13]),0]);
rlocus(G);
[k,r]=rlocfind(G)
G_c=feedback(G,1);
den=[conv([1,1],conv([1,12,100],[1,10]))];
num=[1,12];
G=tf(num,den);
rlocus(G);
[k,r]=rlocfind(G)
G_c=feedback(G,1);
num=[1];
den=[1,0];
G=tf(num,den);
rltool(G)
实验心得与体会
Matlab是一个实用性很强的软件,是一个高级软件,通过我们这次的实验,让我对Matlab有了一定的了解,它是一种科学计算软件,专门以矩阵的形式处理数据。
MATLAB将高性能的数值计算和可视化集成在一起,并提供了大量的内置函数,从而被广泛地应用于科学计算、控制系统、信息处理等领域的分析、仿真和设计工作,而且利用MATLAB产品的开放式结构,可以非常容易地对MATLAB的功能进行扩充,从而在不断深化对问题的认识。
用Matlab绘制根轨迹方程,可以得到很精确的图形,我们可以在图上容易读出每个点的数值,从而能很容易的读懂根轨迹。
在以后的学习中要尽可能多的用Matlab,让自己对它有个比较全面的掌握,将它运用与学习的各个领域,让学习变得更简单。
要求:
正文用小四宋体,倍行距,图表题用五号宋体,图题位于图下方,表题位于表上方。
&
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