西北师范大学自控大作业

自动控制原理大作业

学院： 物理与电子工程学院 班级： 2009级电子信息工程一班 专业： 电子信息工程 姓名： 王 冠 学号： 200972020139 题目：几种自控操作在MATLAB中的应用

一、 实验目的：

用MATLAB的控制系统工具箱中线性系统时域响应分析模块的功能，更好的借助MATLAB和控制工具箱非常方便的进行自动控制系统的时域分析、频域分析和系统校正。

二、 实验相关软件：

MATLAB应用软件

三、 实验原理：

本实验中需要使用MATLAB的相关函数，其中需要的函数有：

Step（num,den）

num----分子的系数；den-----分母的系数。 四、实验内容：

a) 绘制时间常数T=0.5s，1s，2s时惯性环节的单位阶跃响应曲线族。 解：惯性环节的传递函数为G(s)=1/Ts+1 在MATLAB窗口输入下列命令

num=1;den1=[0.5,1];den2=[1,1];den3=[2,1]; [y1,x,t1]=step(num,den1); [y2,x,t2]=step(num,den2); [y3,x,t3]=step(num,den3);

Plot(t1,y1,’-b’,t2,y2,’-r’,t3,y3,’-g’) Title(‘Step Response’); Xlabel(‘Time(secs)’); Ylabel(‘Amplitude’) 效果图如下：

2、二阶系统的传递函数为G(s)= ?wn?/s2 +2 ζwns+ wn2 用时域分析模块中的函数可以方便的分析无阻尼自然振荡角频率Wn、阻尼比ζ对系统暂态响应性能的影响。

（一）不同阻尼比ζ下的单位阶跃响应 在MATLAB窗口输入下列命令 %example 2 wn=6;

z=[0.1;0.4;1.3]; figure(1) hold on for z1=z num=[wn^2];

den=[1,2*z1*wn,wn^2]; [y,x,t]=step(num,den); plot(t,y) end

eitle(‘Step Response’)

2hold off 效果图如下：

(二)、不同无阻尼自然振荡角频率wn下的单位阶跃响应 %example 3 z=0.7; w=[2:2:12]; figure(1) hold on for wn=w num=[wn^2];

den=[1,2*z*wn,wn^2]; [y,x,t]= step(num,den); plot(t,y) End

title(‘Step Response’)