MATLAB控制系统仿真实例:稳定性分析与阶跃响应
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更新于2024-06-24
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本资源是一份关于MATLAB仿真实验的详细文档,主要涉及控制系统的时间域分析。文档以控制系统的稳定性分析和阶跃响应为例,展示了如何利用MATLAB进行系统建模和分析。
首先,对于系统的稳定性判断,文档通过一个具体例子说明了如何使用MATLAB的`tf`函数创建传递函数`G(s)`,然后通过`pzmap`函数绘制系统零点和极点图。零点和极点分布的位置决定了系统的稳定性,由于在S右半平面存在极点,该系统被判定为不稳定。
接下来,文档演示了如何计算传递函数`G(s) = (s^2 + 2s + 2) / (s^4 + 7s^3 + 5s + 2)`的极点,使用`pole`函数得到了四个复数极点,进一步证实了系统的不稳定性质。
针对二阶系统`G(s) = 10 / s^2 + 2s + 10`的阶跃响应,文档提供了详细的步骤。首先,通过`step`函数绘制单位阶跃响应曲线,观察响应的动态行为。接着,通过`pole`函数计算系统的闭环根(即极点)和阻尼比,以及无阻尼振荡频率。实验结果显示,该系统的峰值时间、过渡过程时间和理论值相符。
实验还要求记录实际测量的响应参数,如峰值大小、峰值时间和过渡过程时间。在MATLAB环境中执行`step`函数后,可以通过图形界面手动读取这些数据,或者通过编程方式自动抓取。
此外,文档还展示了如何通过调整参数实现不同阻尼比(ξ)对系统响应的影响。当ξ=1时,根据自然频率wn来修改系统的参数;当ξ=2时,同样修改参数以观察不同阻尼情况下系统的响应变化。
这份文档不仅提供了MATLAB仿真的基本操作方法,还强调了理论与实践的结合,有助于读者理解和掌握控制系统在MATLAB中的分析和设计技巧。
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2021-10-06 上传
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2022-11-16 上传
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omyligaga
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