哈尔滨理工大学荣成学院
自动控制原理实验
MATLAB仿真
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f实验一二阶系统的阶跃响应
一、实验目的
1、学习二阶系统阶跃响应的计算方法；2、学习二阶系统阶跃响应的性能指标计算方法；3、研究二阶系统的参数对阶跃响应以及性能指标的影响；4、学习MATLAB仿真。
二、实验设备
PC机一台，装有MATLAB软件。
三、实验内容
1、求二阶系统的单位阶跃响应曲线；2、求二阶系统的单位阶跃响应的动态性能指标。
四、实验原理
1、二阶系统的典型结构如图：
RS
2
ss2

CS
图11二阶系统的典型结构2、二阶系统的闭环传函：
2
Gs22s2
s
其中，为阻尼比，
为无阻尼自然振荡频率。
3、二阶系统的单位阶跃响应：1）当0时，ct1cos
t。
e
tsi
d。2）当01时，ct112
3）当1时，ct1e4）1时，

t
1
t。
e
21t
ct1
122121

122121
e

21t
。
4、二阶系统的单位阶跃响应的动态性能指标：1）上升时间tr。
d2）峰值时间tp。d
3）超调量e

12
100。
f35误差带4）调节时间ts
42误差带
注：d
1arcta
2
12

。
五、实验步骤
1、取
1，从0变化到2，求此系统的单位阶跃响应曲线；2、取
1，06，求单位阶跃响应的动态性能指标tptrts。
六、实验报告
1、MATLAB源程序；（1）、取
1，从0变化到2，求此系统的单位阶跃响应曲线；
ω
1t00112
um1zeta10de
112zetal1zeta303de
312zeta31zeta505de
512zeta51zeta707de
712zeta71zeta910de
912zeta91y1xtstep
umde
1ty3xtstep
umde
3ty5xtstep
umde
5ty7xtstep
umde
7ty9xtstep
umde
9tplotty1ty3ty5ty7ty9grido

（2）、取
1，06，求单位阶跃响应的动态性能指标tptrts
t000115
um1de
1121yxtstep
umde
tplotty求超调量maxymaxyole
gthtyssyopos100maxyyssyss求峰值时间fori11oifyimaxy
ie
de
d
ftpt
求调节时间k1fori11oifyi105yssyi095yssrkikk1e
de
dhmaxrtsth1j1fori11oifyiysspjijj1e
de
dxmi
ptrtxtrtptspos
2、运行结果；
f3r