高阶系统零极点分析与Matlab仿真实验

本篇文档是武汉理工大学自动化专业电气工程及其自动化方向的一份课程设计任务书，由学生陈建龙在2010年1月15日提交，指导教师为陈启宏和张立炎。设计的主题是"高阶系统的零、极点分析"，旨在深入理解系统动态性能与开环传递函数之间的关系。 首先，课程设计的主要任务围绕三个不同的系统展开，每个任务涉及系统的开环传递函数： 1. 第一个系统开环传递函数为[pic]，任务要求绘制根轨迹图，使用Matlab求解其单位阶跃响应和单位斜坡响应，并计算动态和稳态性能指标，特别关注当kv=2时系统的响应特性。 2. 第二个系统开环传递函数为[pic]，其中a=0.1, b=0.11，同样进行根轨迹绘制和响应分析，包括单位阶跃响应和单位斜坡响应的求解，以及性能指标的计算。 3. 第三个系统开环传递函数为[pic]，当a=b=20时，继续进行根轨迹图绘制、响应计算和性能分析。 这些任务旨在考察学生对系统稳定性、响应特性和零极点位置的理解，以及如何通过Matlab工具进行数值仿真。此外，通过对不同参数设置下的系统分析，还涉及到对比分析偶极子（即多项式的复数根）对系统动态性能的影响。 在整个设计过程中，时间安排被细化为多个阶段，包括审题、查阅资料、分析计算、编写程序、撰写报告和论文答辩，总共需要5天的时间。通过这个课程设计，学生不仅能够提升理论知识的应用能力，还能锻炼实际问题解决和技术报告撰写的能力。 总结来说，这份课程设计的核心知识点包括： - 高阶系统理论：零点、极点的概念及其在传递函数中的作用 - 根轨迹分析：用于判断系统稳定性的方法，图形化表示系统动态特性 - MATLAB应用：利用该软件进行系统仿真，获取动态响应 - 性能指标：如动态响应和稳态性能的计算，如上升时间和衰减率 - 参数对系统影响的分析：如偶极子变化对系统响应的影响 - 报告撰写规范：包括研究过程的详细记录和结论的撰写 这是一份综合性的课程设计任务，涵盖了控制系统理论的多个关键环节。