1、南昌航空大学自动控制原理实验报告实验名称：线性系统时域响应分析 学号： 姓名： 指导教师：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。n3.熟练掌握系统的稳定性的判断方法。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14673)(24sssG试用两种方法绘制出系统的阶跃响应曲线。2对典型二阶系统 22)(nss1）分别绘出 ， 分别取 0,0.25,0.5,1.0 和 2.0 时的单位阶跃响/(
2、2radn应曲线，分析参数 对系统的影响，并计算 =0.25 时的时域性能指标。spret,2）绘制出当 =0.25, 分别取 1,2,4,6时单位阶跃响应曲线，分析参数n对系统的影响。n实验过程1.用两种方法绘制（1)用函数 step( )绘制MATLAB语言程序：num=0 0 1 3 7；den=1 4 6 4 1；step(num,den)；grid；xlable(t/s)；ylable(c(t)； title(step response )；MATLAB运算结果：（2）用函数 impulse( )绘制MATLAB语言程序：num=0 0 1 3 7；den=1 4 6 4 1；imp
3、ulse(num,den)；grid；xlable(t/s)；ylable(c(t)；title(step response)；MATLAB运算结果：2.（1） ， 分别取 0,0.25,0.5,1.0 和 2.0 时的单位阶跃响应曲)/(2sradn线的绘制。MATLAB语言程序：num=0 0 4；den1=1 0 4；den2=1 1 4；den3=1 2 4；den4=1 4 4；den5=1 8 4；t=0:0.1:10；step(num,den1,t)；grid；text(2,1.8,Zeta=0)； hold；Current plot held；step(num,den2,t)；
4、text (1.5,1.5,0.25)；step(num,den3,t)；text (1.5,1.2,0.5)；step(num,den4,t)；text (1.5,0.9,1.0)；step(num,den5,t)；text (1.5,0.6,2.0)；xlabel(t);ylabel(c(t);title(Step Response )；MATLAB运算结果 结果分析：由图可得，保持 不变， 依次取值 0,0.25,0.5,1.0和 2.0)/(2sradn时，系统逐渐从欠阻尼系统到临界阻尼系统再到过阻尼系统状态，系统的超调量随的增大而减小，上升时间随 的增大而变长，系统的响应速度随 的增
5、大而变慢，系统的稳定性随 的增大而增强。计算结果:（rad/s)93.12nd4.0arcos.25.1.*eps4.drts63.1dpts 5%误差带7nst0)(1hes2） =0.25, 分别取 1,2,4,6时单位阶跃响应曲线的绘制：nMATLAB语言程序：num1=0 0 1；den1=1 0.5 1；t=0:0.1:10；step(num1,den1,t)；grid; hold on；text(2.5,1.5,wn=1)；num2=0 0 4；den2=1 1 4；step(num2,den2,t);hold ontext(1.5,1.48,wn=2);num3=0 0 16;d
6、en3=1 2 16；step(num3,den3,t);hold ontext(0.8,1.5,wn=4)；num4=0 0 36;den4=1 3 36；step(num4,den4,t);hold ontext(0.5,1.4,wn=6);xlabel(t);ylabel(c(t); title(Step Response )；MATLAB运算结果：结果分析：由图可得，保持 =0.25不变, 依次取值 1,2,4,6 时，系统超调量不变，n延迟时间、上升时间、峰值时间、调节时间均减小，系统响应速度变快，稳定性变强。 实验心得与体会本实验使我们初步熟悉并掌握了 step( )函数和 impulse( )函数的使用方法。在实验中，我们写出调试好的 MATLAB语言程序，并调用 step( )函数和impulse( )函数求出了控制系统 在取不同的 和不14673)(24sssGn同的 时在单位阶跃和单位脉冲作用下的瞬态响应，然后记录各种输出波形，并根据实验结果分析了参数变化对系统的影响。整个实验过程的操作和观察使得我们对二阶系统的动态性能及其参数对其的影响、系统的稳定性及其判定有了更深刻的认识，也深深的体会到了Matalab软件的功能的强大并意识到了掌握其相关应用的必要性。
