MATLAB在通信控制系统实验中的应用——阶跃响应分析

"通信自动控制原理实验" 实验一控制系统的阶跃响应主要目的是通过MATLAB软件了解和分析控制系统的动态性能，以及理解参数变化对系统性能的影响。实验中，学生需要掌握高阶系统时域响应的分析方法，并学习使用MATLAB语言编写简单程序。 MATLAB作为强大的数值计算和符号计算工具，是进行控制系统分析的重要软件。首先，启动MATLAB可以通过桌面图标或开始菜单的程序路径。MATLAB界面直观，便于操作。 在控制系统理论中，传递函数是描述系统动态特性的重要概念。对于线性时不变系统（LTI系统），传递函数是输出的拉普拉斯变换与输入的拉普拉斯变换之比。传递函数的分母对应系统的特征多项式，其根为系统的极点；分子多项式的根则是系统的零点。这些极点和零点的位置直接影响系统的响应特性。 对于单输入单输出（SISO）系统，MATLAB通常用两个行向量来表示传递函数，分别存储分子和分母多项式的系数。例如，可以用变量num和den表示，它们是按照降幂顺序排列的系数。 在MATLAB环境中，编写和编辑源程序通常是在源程序编辑窗口完成。可以通过菜单栏选择相应选项打开编辑窗口，输入源代码后进行存盘和运行。存盘可以通过文件菜单或直接使用快捷按钮，运行程序后，结果会显示在MATLAB的命令窗口中。 实验中涉及到的MATLAB函数如`step(num, den)`，这个函数用于计算给定传递函数(num, den)的阶跃响应，并自动设定时间向量t的范围，同时绘制出相应的图形。这有助于直观地理解系统对阶跃输入的响应行为。 这个实验旨在使学生熟悉MATLAB在控制系统分析中的应用，掌握传递函数的概念和计算，以及通过编程模拟系统动态性能，从而深入理解自动控制的基本原理。通过实际操作，学生能更好地分析参数变化如何影响系统的稳定性和响应特性，为后续的控制理论学习打下坚实基础。