实验二 利用MATLAB时域分析

实验二 利用MATLAB时域分析

一、【实验目的】

1.研究二阶系统的特征参数，阻尼比和无阻尼自然频率对系统动态性能的影响，定量分析它们和最大超调量和调节时间之间的关系；

2.进一步利用MATLAB分析系统的方法； 3.学会根据系统阶跃响应曲线确定传递函数。

二、【实验内容】

1.稳定性分析； 2.求动态性能指标。 已知系统的闭环传递

分别求系统参数K=3， K=25 ，K=60时，系统的单位阶跃和性能指标tp, ts及 %（假设△=0.05）。要求输出相应曲线。 （注意：t的时间要设置长一点）

G(s)Ks25sK三、【实验代码】

t=0:0.01:30;

num1=[3]; den1=[1 5 3]; num2=[25]; den2=[1 5 25]; num3=[60]; den3=[1 5 60];

[y1,x1,t]=step(num1,den1,t); %求系统阶跃响应(k=3) [y2,x2,t]=step(num2,den2,t); %求系统阶跃响应(k=25) [y3,x3,t]=step(num3,den3,t); %求系统阶跃响应(k=60) subplot(3,1,1); plot(t,y1,'r','linewidth',2); %绘制响应曲线(k=3)

subplot(3,1,2); plot(t,y2,'m','linewidth',2); %绘制响应曲线(k=25)

subplot(3,1,3); plot(t,y3,'b','linewidth',2); %绘制响应曲线(k=60)

%求超调量

[maxy1,tf1]=max(y1); %K=3,求响应的最大值和相应的横坐标（t1向量的下标） grid on

yss1=y1(length(t)); pos1=100*(maxy1-yss1)/yss1

[maxy2,tf2]=max(y2); %k=25,求响应的最大值和相应的横坐标（t2向量的下标）

grid on

yss2=y2(length(t)); %利用 length(t)函数求得所考虑时间段内

最后一个时间点 %求出响应的终值yss

pos2=100*(maxy2-yss2)/yss2 %根据超调量的定义求出超调量pos

[maxy3,tf3]=max(y3); %k=60,求响应的最大值和相应的横坐标（t3向量的下标） grid on

yss3=y3(length(t)); %利用 length(t)函数求得所考虑时间段内

最后一个时间点，从 %求出响应的终值yss

pos3=100*(maxy3-yss3)/yss3 %根据超调量的定义求出超调量pos

%求峰值时间 tp1=(tf1-1)*0.01 tp2=(tf2-1)*0.01 tp3=(tf3-1)*0.01 %求调节时间

for i1=301:-1:1 %WUCHAI=0.05

if(y1(i1)>1.05|y1(i1)<0.95), m1=i1;

break; end end ts1=m1*0.01

for i2=301:-1:1 %WUCHAI=0.05 %误差是0.5

if(y2(i2)>1.05|y2(i2)<0.95), m2=i2; 的值后马上跳出循环 break; end end ts2=m2*0.01

tp1=(tf1-1)*0.01 tp2=(tf2-1)*0.01 tp3=(tf3-1)*0.01

for i3=301:-1:1 %WUCHAI=0.05

if(y3(i3)>1.05|y3(i3)<0.95), m3=i3; break; end end

%找到第一个误差外

ts3=m3*0.01

四、【运行结果】

图2-1

pos1 =

0

pos2 =

16.2993

pos3 =

34.2549

tp1 =

30

tp2 =

0.7300

tp3 =

0.4300 ts1 =

3.0100 ts2 =

1.0600

tp1 =

30

tp2 =

0.7300

tp3 =

0.4300 ts3 =

1.0300