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文案大全自动控制原理实验报告

院 电子信息与电气工程学院

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实验一 MATLAB及仿真实验（控制系统的时域分析）

一、实验目的

学习利用MATLAB进行控制系统时域分析，包括典型响应、判断系统稳定性和分析系统的动态特性； 二、预习要点

1、 系统的典型响应有哪些？ 2、 如何判断系统稳定性？

3、 系统的动态性能指标有哪些？ 三、实验方法

（一） 四种典型响应

1、 阶跃响应：

阶跃响应常用格式：

1、step(sys)；其中sys可以为连续系统，也可为离散系统。 2、step(sys,Tn)；表示时间范围0---Tn。 3、step(sys,T)；表示时间范围向量T指定。

4、Y?step(sys,T)；可详细了解某段时间的输入、输出情况。

2、 脉冲响应：

?脉冲函数在数学上的精确定义：?f(x)dx?1

0f(x)?0,t?0其拉氏变换为：

f(s)?1Y(s)?G(s)f(s)?G(s)

所以脉冲响应即为传函的反拉氏变换。

脉冲响应函数常用格式： ① impulse(sys)； ②

impulse(sys,Tn);

impulse(sys,T); ③ Y?impulse(sys,T)

（二） 分析系统稳定性 有以下三种方法：

1、 利用pzmap绘制连续系统的零极点图； 2、 利用tf2zp求出系统零极点；

3、 利用roots求分母多项式的根来确定系统的极点 （三） 系统的动态特性分析

Matlab提供了求取连续系统的单位阶跃响应函数step、单位脉冲响应函数impulse、零输入响应函数initial以及任意输入下的仿真函数lsim.

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四、实验内容 (一) 稳定性

1． 系统传函为G?s??3s4?2s3?5s2?4s?6s?3s?4s?2s?7s?25432，试判断其稳定性

s2?2s?22． 用Matlab求出G(s)?4的极点。

s?7s3?3s2?5s?2%Matlab计算程序

num=[3 2 5 4 6];den=[1 3 4 2 7 2];G=tf(num,den);pzmap(G);p=roots(den)

运行结果： p =

-1.7680 + 1.2673i -1.7680 - 1.2673i 0.4176 + 1.1130i 0.4176 - 1.1130i -0.2991

Pole-Zero Map1.510.5Imaginary Axis0-0.5-1-1.5-2-1.5-1Real Axis-0.500.5

图1-1 零极点分布图

由计算结果可知，该系统的2个极点具有正实部，故系统不稳定。

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