(3) 当?=0时,单位阶跃响应将产生等幅震荡; 2、?对二阶系统的阶跃响应性能指标的影响。
答:根据相应的计算公式: 1)上升时间tr?2)峰值时间tp?????d??d?,当Wn一定时,系统的上升时间与?成负相关。
。,当Wn一定时,系统的峰值时间与?成负相关。
??23)超调量?%?e
1???100%,它只与?有关,与Wn无关。
?3???(?5%误差带)?n 当Wn一定时,系统的调节时间与?成负相关。 ts???4(?2%误差带)????n
实验二 稳态误差分析
一、实验目的
1、了解稳态误差的概念;
2、掌握稳态误差的计算方法; 3、学习MATLAB仿真。
二、实验设备
PC机一台,装有MATLAB软件。
三、实验内容
1、对于给定的各型单位反馈系统,求单位阶跃响应及稳态误差;
四、实验原理
1、根据静态误差系数法求稳态误差。
五、实验步骤
1、求各系统的单位阶跃响应曲线以及稳态误差;
六、实验报告
1、MATLAB源程序; 2、运行结果;
3、运行结果分析。
t=0:0.1:20;
[num1,den1]=cloop([1],[1 1]); [num2,den2]=cloop([1],[1 1 0]); [num3,den3]=cloop([4 1],[1 1 0 0]); y1=step(num1,den1,t); y2=step(num2,den2,t); y3=step(num3,den3,t); subplot(311);plot(t,y1); title('富苏+1030070227') subplot(312);plot(t,y2); subplot(313);plot(t,y3); er1=y1(length(t))-1 er2=y2(length(t))-1 er3=y3(length(t))-1
er1 = -0.5000
er2 = 2.4294e-005
er3 = -3.3525e-004
七、思考题
1、各系统对单位阶跃响应的稳态误差是否一致,由此我们可以得出什么结论? 答:不一致。由实验结果显示,er1=-0.5000, er2=2.4294e-005, er3=-3.3525e-004, 可知,他们的稳态误差不同,由此我们可以得出各型单位反馈系统的稳态误差是不一致的。
实验三 频域分析—波特图及奈氏图绘制
一、实验目的
二、实验设备
PC机一台,装有MATLAB软件。
1、学习二阶系统的波特图与奈氏图的绘制方法; 2、学习MATLAB仿真。
三、实验内容
1、绘制二阶系统的波特图; 2、绘制二阶系统的奈氏图。
四、实验原理
1、二阶系统的传函:
G(s)??ns222n?2??ns??
2、波特图与奈氏图的绘制方法,见教材。
五、实验步骤
1、取?n?1,?从0变化到2,绘制系统的波特图; 2、取?n?1,?从0变化到2,绘制系统的奈氏图。
六、实验报告
1、MATLAB源程序; 2、运行结果;
3、运行结果分析。
num=[1];
zeta1=0.1;den1=[1 2*zeta1 1]; zeta3=0.3;den3=[1 2*zeta3 1]; zeta5=0.5;den5=[1 2*zeta5 1]; zeta7=0.7;den7=[1 2*zeta7 1]; zeta9=1.0;den9=[1 2*zeta9 1];
[mag1,phase1,w1]=bode(num,den1); [mag3,phase3,w3]=bode(num,den3); [mag5,phase5,w5]=bode(num,den5); [mag7,phase7,w7]=bode(num,den7); [mag9,phase9,w9]=bode(num,den9); subplot(211);
semilogx(w1,20*log10(mag1),w3,20*log10(mag3),w5,20*log10(mag5),w7,20*log10(mag7),w9,20*log10(mag9)); title('富苏+1030070227') subplot(212);
semilogx(w1,phase1,w3,phase3,w5,phase5,w7,phase7,w9,phase9);
num=[1];
zeta1=0.4;den1=[1 2*zeta1 1]; zeta6=0.6;den6=[1 2*zeta6 1]; zeta8=0.8;den8=[1 2*zeta8 1]; [re1,im1]=nyquist(num,den1); [re2,im2]=nyquist(num,den6); [re3,im3]=nyquist(num,den8); plot(re1,im1,re2,im2,re3,im3); title('富苏+1030070227') grid on;
七、思考题
1、在波特图中,二阶系统的转折频率是多少?如何从G(s)表达式求得转折频率?经过转折频率之后,对数幅频特性曲线的斜率变为多大?
答:由实验图像可看出,转折频率位Wn=1rad/s,将G(s)化成标准形式,得到转折频率为Wn,经过转折频率后,对数幅频特性曲线的斜率变为-40dB. 2、当阻尼比小于多少时,此二阶系统有谐振现象出现? 答:当0<1时,二阶系统出现谐振现象。