實驗一 MATLAB線性系統(tǒng)建模及分析

實驗一 MATLAB線性系統(tǒng)建模及分析一、實驗目的1、學會在matlab中建立線性系統(tǒng)的數(shù)學模型。2、學會線性系統(tǒng)的simulink模型的建立方法。3、學會用MATLAB求解線性定常系統(tǒng)的輸出響應，并繪制相應的曲線。4、學會用MATLAB判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性、計算性能指標、分析系統(tǒng)的動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能。5、學會用Matlab繪制根軌跡，并由根軌跡分析系統(tǒng)性能。6Matlab析。實驗環(huán)境MATLABsimulink軟件的計算機一臺三、實驗內(nèi)容3.1 線性系統(tǒng)的數(shù)學模型的建立1、傳遞函數(shù)和脈沖傳遞函數(shù)的建立已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為(a)

G(s)

s26s8s24s3(b) G(s) 4s(s1)2(s(c)

G(z)

z2z1z36z211z6tfzpk建立上述系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。zpk()將多項式比值形式的傳遞函數(shù)轉換為零極點形式，利用函數(shù)tf()將零極點形式的傳遞函數(shù)轉換為多項式比值形式。2、組合系統(tǒng)的傳遞函數(shù)已知兩個子系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)1

s1s24s4

G(s) 12 s1建立兩個子系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型。求它們串聯(lián)、并聯(lián)、反饋連接時,組合系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型。3、simulink模型的建立已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為

G(s)

2s(s4)simulinksimulink系統(tǒng)的建模圖形如下點擊運行，后點擊示波器，系統(tǒng)的響應曲線如下2.2線性系統(tǒng)的時域分析1、已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為

G(s)

6s34s210s6step()求解系統(tǒng)的輸出響應的數(shù)值解（記錄寫出前十個值，并繪制系統(tǒng)的輸出響應曲線。lsim()求解系統(tǒng)的輸出響應的數(shù)值解（記錄寫出前十個值，并繪制系統(tǒng)的輸出響應曲線。用函數(shù)step(間、調節(jié)時間、超調量和穩(wěn)態(tài)誤差這幾個性能指標。步驟：(1)使用step（）函數(shù)求解的輸出響應的數(shù)值解（前 10個值如下表：系統(tǒng)的輸出響應曲線如下圖：（2）lsim(（記錄寫出前十個值）表系統(tǒng)的輸出響應曲線如下圖：系統(tǒng)的輸出響應曲線如下圖：step(升時間為2.64S,峰值時間為5.2S、調節(jié)時間為8S，超調量為0，穩(wěn)態(tài)誤差為0利用matlabS此系統(tǒng)穩(wěn)定。2、在simulink中建立給定系統(tǒng)模型，如下圖。Scope11Step

1s2+sTransferFcn Scope能跟蹤？穩(wěn)態(tài)誤差如何？。解：單位階躍該系統(tǒng)可以對單位斜坡信號進行追蹤，穩(wěn)態(tài)誤差為1單位階躍 單位加速度單位加速度信號該系統(tǒng)無法對單位加速度信號進行跟蹤，其穩(wěn)態(tài)誤差為無窮。（2）gain相應的穩(wěn)態(tài)誤差，說明開環(huán)增益對穩(wěn)態(tài)誤差的影響。