計算機仿真第四章控制系統(tǒng)的分析方法-文庫吧
2025-04-20 14:33 本頁面
【正文】 系統(tǒng)在單位負反饋下的脈沖激勵響應曲線。 例 e x p 4 _ 5 . m 已知某典型二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為： 2222)(nnnwswswsG????， ,?? 5?nw ，求系統(tǒng)的階躍響應曲線。 例 e xp 4_ 6 . m 已知某閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為：2510)(23 ?????sssssG 求其階躍響應曲線。 求取脈沖激勵響應的調(diào)用方法與 step()函數(shù)基本一致。 y=impulse(num,den,t)； [y,x,t]=impulse(num,den)； [y,x,t]=impulse(A,B,C,D,iu,t) impulse(num,den)； impulse(num,den,t) impulse(A,B,C,D,iu)； impulse(A,B,C,D,iu,t) 仿真時間 t的選擇： ?對于典型二階系統(tǒng)根據(jù)其響應時間的估算公式 可以確定。 ?對于高階系統(tǒng)往往其響應時間很難估計，一般采用試探的方法，把 t選大一些，看看響應曲線的結果，最后再確定其合適的仿真時間。 ?一般來說，先不指定仿真時間，由 MATLAB自己確定，然后根據(jù)結果，最后確定合適的仿真時間。 ?在指定仿真時間時，步長的不同會影響到輸出曲線的光滑程度，一般不易取太大。 ?例 ns wt ?4~3?二、常用時域分析函數(shù) 時間響應探究系統(tǒng)對輸入和擾動在時域內(nèi)的瞬態(tài)行為，系統(tǒng)特征如：上升時間、調(diào)節(jié)時間、超調(diào)量和穩(wěn)態(tài)誤差都能從時間響應上反映出來。 MATLAB除了提供前面介紹的對系統(tǒng)階躍響應、沖激響應等進行仿真的函數(shù)外，還提供了大量對控制系統(tǒng)進行時域分析的函數(shù)，如： covar：連續(xù)系統(tǒng)對白噪聲的方差響應 initial：連續(xù)系統(tǒng)的零輸入響應 lsim：連續(xù)系統(tǒng)對任意輸入的響應 對于離散系統(tǒng)只需在連續(xù)系統(tǒng)對應函數(shù)前加 d就可以，如 dstep，dimpulse等。 它們的調(diào)用格式與 step、 impulse類似，可以通過 help命令來察看自學。 三、時域分析應用實例 例 e xp 4_ 7. m 某 2 輸入 2 輸出系統(tǒng)如下所示： ?????????????????????????????????????????????????????????????214321432100020214uuxxxxxxxx???? ????????????????????????????????????????21432121022010003010uuxxxxyy，求系統(tǒng)的單位階躍響應和沖激響應。 MATLAB的 step()和 impulse()函數(shù)本身可以處理多輸入多輸出的情況，因此編寫 MATLAB程序并不因為系統(tǒng)輸入輸出的增加而變得復雜。 例 e xp 4_ 8. m 某 系統(tǒng) 框圖 如 下 所示 ， 求 d 和 e 的 值 ， 使 系統(tǒng) 的 階躍 響應 滿足 ： （ 1 ） 超調(diào)量 不大于 40 ％ ， （ 2 ） 峰值 時間 為 0 .8 秒 。 )1( ?ssd 1 ＋ e s + _ R ( s) C ( s) 由圖可得閉環(huán)傳遞函數(shù)為：dsedsdsGc?????)1()(2，其為典型二階系統(tǒng)。 由典型二階系統(tǒng)特征參數(shù)計算公式 10021???????? e ， )1(2?? ???npwt 得： 2122])1 0 0( l n/[1 0 0ln???? ?? ，)1(2?????pntw 例 e xp4_9. m 根據(jù)輸入的典型二階系統(tǒng)參數(shù)阻尼比 a l ph 及自然振蕩頻率 wn ，求取系統(tǒng)的單位階躍響應參數(shù)：超調(diào)量 pos （ 100 ％）；峰值時間 tp ；上升時間 tr ；調(diào)節(jié)時間 t s 2 （ %2? ） 第三節(jié) 控制系統(tǒng)的頻域分析 ?頻率響應是指系統(tǒng)對正弦輸入信號的穩(wěn)態(tài)響應，從頻率響應中可以得出帶寬
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