某单位反馈系统的开环传递函数为G(s)=K/s(s+a)若系统阶跃响应的瞬态性能指标最大超调量为百分之十,响应在稳态值的百分之五误差带以内的调节时间为2秒,试确定参数K和a的值,并给出matlab代码。

时间: 2024-05-02 09:18:28 浏览: 71
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基于Matlab求阶跃响应的典型指标(源码).rar

根据瞬态性能指标可知,系统的阶跃响应的超调量为百分之十,因此可得: $$ \zeta=\frac{\ln(0.1)}{\sqrt{\pi^2+\ln^2(0.1)}}\approx0.591 $$ 根据调节时间可知,系统在稳态值的百分之五误差带以内的调节时间为2秒,因此可得: $$ T_s\leq \frac{4}{\zeta \omega_n}\leq 2 $$ 其中,$T_s$为调节时间,$\omega_n$为自然频率,代入$\zeta$可得: $$ \omega_n\geq\frac{4}{\zeta T_s}\approx 13.47 $$ 因此,我们可令$\omega_n=15$,则$a=225$ 根据开环传递函数可得: $$ G(s)=\frac{K}{s(s+a)}=\frac{K}{s^2+225s} $$ 根据标准二阶系统的传递函数公式可知: $$ G(s)=\frac{\omega_n^2}{s^2+2\zeta\omega_ns+\omega_n^2} $$ 将$G(s)$与标准二阶系统的传递函数公式相比较,可得: $$ K=\omega_n^2=225\\ 2\zeta\omega_n=225 $$ 因此,$\zeta=0.5$,$K=225$ matlab代码如下: ```matlab % 定义系统传递函数 K = 225; a = 225; G = tf(K, [1 a 0]); % 绘制阶跃响应曲线 figure; step(G); % 计算并显示瞬态性能指标 info = stepinfo(G); disp(['超调量:', num2str(info.Overshoot), '%']); disp(['调节时间:', num2str(info.RiseTime), '秒']); ```
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