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  • 二阶系统阶跃响应曲线
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    2021-04-19 04:28:34

    《基于matlab的二阶系统的阶跃响应曲线分析》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于matlab的二阶系统的阶跃响应曲线分析(4页珍藏版)》请在人人文库网上搜索。

    1、利用MATLAB绘制二阶控制系统的单位阶跃响应曲线作者:张宇涛 张怀超 陈佳伟一:课设目的和意义(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) 比较阻尼比zeta为不同值时曲线的变化趋势。(4) 掌握二阶系统时间响应分析的一般方法。二:理论分析(1)典型二阶系统的结构图如图1所示。不难求得其闭环传递函数为其特征根方程为=0方程的特征根: =式中, 称为阻尼比; 称为无阻尼自然振荡角频率(一般为固有的)。当为不同值时,所对应的单位阶跃响应有不同的形式。(2)二阶系统单位阶跃响应的三种不同情况a.过阻尼二阶系统的单位阶跃响应(1)在阻尼比1的条件下,系统的特征方程有两个不相等的实数极点。=式中=。此时,由于1,所以和均为实数,。当输入信号为单位阶跃输入时,系统的输出响应如下:对上式进行拉普拉斯反变换,可得b临界阻尼时的单位阶跃响应(=1)此时闭环系统的极点为此时系统的单位阶跃响应为c欠阻尼时的单位阶跃响应(01时,响应是非振荡的,无超调量,该系统不存在稳态误差。收获:(1) 应用MATLAB软件可以绘出响应曲线,进而直观形象地从图像中看出二阶系统的动态性能指标变化。(2) 通过对word的操作可以加深对公式应用的理解,同时对word公式编辑器有了更深入的了解。(3) 锻炼了团队的协作能力,进而能够完成本次任务。

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  • 实验一 一阶、二阶系统阶跃响应曲线的绘制及系统稳定性分析【实验目的】熟悉采用Matlab 软件所进行的自动控制原理分析。【实验内容】1、一阶系统阶跃响应曲线的绘制;2、二阶系统阶跃响应曲线的绘制;3、求解...

    实验一 一阶、二阶系统阶跃响应曲线的绘制及系统稳定

    性分析

    【实验目的】熟悉采用Matlab 软件所进行的自动控制原理

    分析。

    【实验内容】1、一阶系统的阶跃响应曲线的绘制;

    2、二阶系统的阶跃响应曲线的绘制;

    3、求解系统闭环极点并判断系统的稳定性。

    【实验步骤】

    1、 已知系统传递函数为:

    =)(s φ11

    +Ts ,分别作T=0.1,1,10时的阶跃响应曲线。 其程序为:

    subplot(3,1,1);num=1;den=[0.1,1];step(num,den);grid

    subplot(3,1,2);den=[1,1];step(num,den);grid

    subplot(3,1,3);den=[10,1];step(num,den);grid

    2、 已知二阶系统222()()()2n n n

    C s s R s s s w f zw w ==++;当w n =5

    时,分别作出2,1,6.0,0=?的阶跃响应曲线。

    其程序为:

    num=25;den=[1,0,25];step(num,den);hold on

    den=[1,6,25];step(num,den);hold on

    den=[1,10,25];step(num,den);hold on

    den=[1,20,25];step(num,den);axis([0, 5 ,0 ,2.2])

    text(0.7,2.0,'\zeta=0','FontSize',8)

    text(0.7,1.2,'0.6','FontSize',8)

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  • 二阶系统阶跃响应实验报告

    千次阅读 2021-01-30 16:31:42
    二阶系统阶跃响应实验报告》由会员分享,可在线阅读,更多相关《二阶系统阶跃响应实验报告(8页珍藏版)》请在人人文库网上搜索。1、实验一 二阶系统阶跃响应一、 实验目的(1)研究二阶系统的两个重要参数:阻尼比和...

    《二阶系统阶跃响应实验报告》由会员分享,可在线阅读,更多相关《二阶系统阶跃响应实验报告(8页珍藏版)》请在人人文库网上搜索。

    1、实验一 二阶系统阶跃响应一、 实验目的(1)研究二阶系统的两个重要参数:阻尼比和无阻尼自振角频率n对系统动态性能的影响。(2)学会根据模拟电路,确定系统传递函数。二、实验内容二阶系统模拟电路图如图2-1 所示。系统特征方程为T2s2+KTs+1=0,其中T=RC,K=R0/R1。根据二阶系统的标准形式可知,=K/2,通过调整K 可使获得期望值。三、 预习要求(1) 分别计算出T=0.5,= 0.25,0.5,0.75 时,系统阶跃响应的超调量P和过渡过程时间tS。, 代入公式得:T=0.5,= 0.25,p=44.43% , ts=6s;T=0.5,= 0.5,p=16.3% , ts=3s;。

    2、T=0.5,= 0.75,p=2.84% , ts=2s;(2) 分别计算出= 0.25,T=0.2,0.5,1.0 时,系统阶跃响应的超调量P 和过渡过程时间tS。= 0.25,T=0.2,p=44.43% , ts=2.4s;= 0.25,T=0.5,p=44.43% , ts=6s;= 0.25,T=1.0,p=44.43% , ts=12s;四、 实验步骤(1) 通过改变K,使获得0,0.25,0.5,0.75,1.0 等值,在输入端加同样幅值的阶跃信号,观察过渡过程曲线,记下超调量P 和过渡过程时间tS,将实验值和理论值进行比较。(2) 当=0.25 时,令T=0.2 秒,0.5 秒。

    3、,1.0 秒(T=RC,改变两个C),分别测出超调量P 和过渡过程tS,比较三条阶跃响应曲线的异同。五、 实验数据记录与处理:阶跃响应曲线图见后面附图。原始数据记录:(1)T=0.5,通过改变R0的大小改变K值00.250.50.751.0P100%43%14%2%0tS/s5.663.512.353.00(2)=0.25,改变C的大小改变T值T/s0.20.51.0P43%43%43%tS/s2.585.6611.65理论值与实际值比较:(1) T=0.5P理论值P测量值tS/s理论值tS/s测量值0100%100%0.2544.43%43%65.660.516.3%14%33.510.75。

    4、2.84%2%22.351.0001.53(2) =0.25T/sP理论值P测量值tS/s理论值tS/s测量值0.244.43%43%2.42.580.544.43%43%65.661.044.43%43%1211.65对比理论值和测量值,可以看出测量值基本和理论值相符,绝对误差较小,但是有的数据绝对误差比较大,比如T=0.5,=0.75时,超调量的相对误差为30%左右。造成误差的原因主要有以下几个方面:(1) 由于R0是认为调整的阻值,存在测量和调整误差,且不能精确地保证的大小等于要求的数值;(2) 在预习计算中我们使用了简化的公式,例如过渡时间大约为34T/,这并不是一个精确的数值,且为了计算方便取3T/作统一计算;(3) 实际采样点的个数也可能造成一定误差,如果采样点过少,误差相对会大。六、 实验总结通过本次实验,我们从图形上直观的二阶系统的两个参数对系统动态性能的影响,巩固了理论知识。其次我们了解了一个简单的系统是如何用电路方式实现的,如何根据一个模拟电路确定系统的传递函数。附图:(1) T=0.5时:=0=0.25=0.5=0.75=1.0(2) =0.25时T=0.2sT=0.5sT=1.08 / 8文档可自由编辑。

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  • 绘制阶跃响应曲线的matlab程序,在自控、信号处理等课程中往往可能会用到,比较通俗易懂,方便学习~重新更新了一下资源,可以直接运行,这次注释得很详细!之前下载的同学请重新下载,谢谢!
  • 2 2 利用 MATLAB 绘制二阶控制系统的单位阶跃响应曲线 作者张宇涛 张怀超 陈佳伟 一课设目的和意义 学习控制系统的单位阶跃响应 记录单位阶跃响应曲线 比较阻尼比 zeta 为不同值时曲线的变化趋势 掌握二阶系统时间...
  • --二阶系统阶跃响应实验报告.doc

    千次阅读 2020-12-21 18:27:03
    实验二 二阶系统阶跃响应实验报告和无阻尼自然频率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MATLAB仿真。2....

    实验二 二阶系统的阶跃响应实验报告和无阻尼自然频率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MATLAB仿真。

    2.实验内容的(取值为0、0.25、0.5、1、1.2……)和(取值10、100……)变化时,对系统阶跃响应的影响。

    2)典型二阶系统,若,,确定系统单位阶跃响应的特征量、和。

    3.需用的仪器4.实验步骤=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,根据实验结果分析变化对系统单位阶跃响应的影响。

    2)利用MATLAB分析=0时变化对系统单位阶跃响应的影响。

    观察并记录响应曲线,根据实验结果分析变化对系统单位阶跃响应的影响。

    3)利用MATLAB计算特征量、和。

    5.教学方式6.考核要求及分析:

    》t=[0:0.01:10];

    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,'-');

    grid

    xlabel('time t');ylabel('y1');

    title('李山 1206074118');

    legend('\xi=0 单位阶跃响应曲线');

    subplot(3,2,2);

    plot(t,y2,'-');

    grid

    xlabel('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,'-');

    grid

    xlabel('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,'-');

    grid

    xlabel('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,'-');

    grid

    xlabel('time t');ylabel('y5');

    title('李山 1206074118');

    legend('\xi=4 单位阶跃响应曲线');

    图形:

    总结:

    ξ<1时,系统为欠阻尼系统,此时的为减幅正弦振荡函数,它的振幅

    时间增加而减小。

    ξ=0时,系统为无阻尼系统,此时图形呈等幅振荡。

    ξ=1时,系统为临界系统,此时图形为单调上升,无振荡无超调。

    ξ>1时,系统为过阻尼系统,此时上升,无振荡无超调。上图可以看ξ<1时,的单位阶跃响应的过程为衰减,

    并且随着阻尼ξ减小其荡特性表现的越加激烈,当ξ=0达到幅荡。

    ξ=1ξ>1时,二阶系统的过渡过程单调上升的特性。过渡过程的持续时

    间,在无荡单调上升的曲线中,以ξ=1过渡s最短。欠阻尼系统

    ,时间比ξ=1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,'-');

    grid

    xlabel('time t');ylabel('y1');

    title('李山 1206074118');

    legend('W_n=1 单位阶跃响应曲线');

    subplot(3,2,2);

    plot(t,y2,'-');

    grid

    xlabel('time t');ylabel('y2');

    title('李山 1206074118');

    legend('W_n=2

    展开全文
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