1.已知二阶震荡环节的传递函数,G=W^2/(s^2+2*j*W*s+W^2)其中W=0.4,j从0变化到2,求此系统的单位阶跃响应曲线、脉冲响应曲线和斜坡响应曲线。
时间: 2024-03-19 18:40:23 浏览: 114
论文研究 - (2 +1)维非线性Schrödinger方程的Painlevé分析
首先,将传递函数进行极点分解:
G = W^2/[(s+jW)(s-jW)]
令a1=jW,a2=-jW,b1=W^2,则有:
G = b1/[(s-a1)(s-a2)]
根据二阶系统的一般形式可知,该系统的阻尼比为:
ζ = 1/2j
当ζ<1时,系统为欠阻尼系统,此时单位阶跃响应曲线、脉冲响应曲线和斜坡响应曲线分别为:
y(t) = 1-b*exp(-ζWt)*cos(W*sqrt(1-ζ^2)*t+phi)/sqrt(1-ζ^2)
y(t) = b/W*exp(-ζWt)*sin(W*sqrt(1-ζ^2)*t)/sqrt(1-ζ^2)
y(t) = b/W*exp(-ζWt)*(t*sin(W*sqrt(1-ζ^2)*t)+1/(W*sqrt(1-ζ^2))*cos(W*sqrt(1-ζ^2)*t))
其中,b为系统的增益,phi为初相角,分别为:
b = 1/sqrt(1+ζ^2)
phi = atan(-ζ/sqrt(1-ζ^2))
带入数据,得到:
ζ = 1/0.8 = 1.25
b = 1/sqrt(1+ζ^2) = 0.707
phi = atan(-ζ/sqrt(1-ζ^2)) = -0.905
因此,该系统的单位阶跃响应曲线、脉冲响应曲线和斜坡响应曲线分别为:
y(t) = 1-0.707*exp(-1.25*0.4t)*cos(0.4*sqrt(1-1.25^2)*t-0.905)/sqrt(1-1.25^2)
y(t) = 0.707/0.4*exp(-1.25*0.4t)*sin(0.4*sqrt(1-1.25^2)*t)/sqrt(1-1.25^2)
y(t) = 0.707/0.4*exp(-1.25*0.4t)*(t*sin(0.4*sqrt(1-1.25^2)*t)+1/(0.4*sqrt(1-1.25^2))*cos(0.4*sqrt(1-1.25^2)*t))
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