控制理论编程作业解析：系统反馈与极点配置

"本次编程作业涉及控制理论，主要探讨了控制系统的设计与分析，包括系统传递函数的构建、反馈控制以及系统性能的比较。作业中通过MATLAB进行仿真，研究了不同参数设置对系统响应的影响。" 在【描述】中，可以看到作业分为四个问题。在第二问中，涉及到创建传递函数并应用负反馈。例如，通过设置系数`j=10.8e+8`, `k=10.8e+8`, `a=1`, `b=8`来构建系统的分子和分母多项式，然后使用`tf`函数创建传递函数`sys`。接着，通过`feedback`函数将系统与负反馈连接，最后利用`step`函数仿真系统阶跃响应，并用`plot`绘制图形，展示角度随时间的变化。 第三问进一步探究了不同参数下的系统响应。这里对比了三种不同比例的`j`值（100%，80%，50%）对系统响应的影响，同样使用了`step`函数进行仿真并绘制出三条曲线，通过颜色区分不同条件下的结果。 从部分内容来看，作业涵盖了以下知识点： 1. **传递函数**：传递函数是控制系统理论中的基本概念，它描述了输入信号通过系统后输出信号的数学关系，通常表示为`sys=tf(num,den)`，其中`num`和`den`分别是分子和分母多项式。 2. **负反馈**：负反馈用于改善系统性能，通过将输出信号的一部分反向引入到输入端，可以减小系统误差并提高稳定性。在本例中，使用`feedback(sys,[1],-1)`实现。 3. **系统仿真**：通过MATLAB的`step`函数可以观察系统在阶跃输入下的动态响应，这对于分析系统稳定性、超调量、调整时间和上升时间等性能指标至关重要。 4. **系统串联和并联**：在第二部分的第四问中，可能涉及到多个系统串联或并联，这在构建复杂系统模型时很常见。例如，`sys4=series(sys2,sys3);`表示系统2和系统3的串联。 5. **反馈控制设计**：通过对不同参数的调整，比如第二问中的`j`和第三问中的`j`值，可以看到如何改变系统性能，这在实际工程中是设计控制器的关键步骤。 6. **系统性能比较**：通过绘制不同条件下的系统响应曲线，可以直观地对比不同参数设置对系统性能的影响。 这个编程作业深度覆盖了控制理论的基础内容，包括传递函数的建立、负反馈控制设计、系统仿真实验以及性能比较，这些都是控制系统分析和设计的核心技能。