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计算机仿真技术MATLAB实验报告
实验一:
实验内容:已知单位负反馈系统前向通道传递函数和其闭环传递函数分别为:
22
Gss2ss2
s2
s
2
1算法说明
因为w
1,所以分子
um为1,这里我们用bc代表阻尼系数,再对其每隔01取一个数,利用循环for语句画其每一条曲线并观察;yi表示y中所有行,第i列;用step函数绘制阶跃响应曲线模型,mesh函数用来建立三维曲线模型,此处相当于将几条阶跃响应扯出并竖过来,使其更符合观察需要,flipud用来实现矩阵的翻转。2程序及运行结果在MATLAB中键入以下程序:
f为了从不同的角度观察响应曲线,我们取了两个视角范围:128020图形如下:
222030图形如下:
f两张图中范围为010的是x轴,在这里代表阻尼比,范围0200的是y轴,范围02的是z轴。可以看出,两张图处于三维空间的不同视角,可以满足不同的观察需要。
实验二:
实验内容:已知一个单位负反馈系统的前向通道的传递函数为:
24s218s3Gs4s2s310s2
试绘制该函数的单位等加速度信号输入响应及其稳态误差响应曲线,并计算其响应的稳态误差。
1算法说明
此处使用tf函数建立开环传递函数模型,feedback函数建立闭环传递函数模型,并通过dcgai
函数求出加速度误差系数,因为计算加速度误差取极限时前方要乘以s的平方,所以要将原系数每个提升二阶,所以
um后要加两个0,再根据公式,对加速度误差系数取倒数即可得稳态误差。对于加速度响应,由于不像阶跃响应由预置好的step函数,所以我们要建立一个加速度输入函数ui再将闭环传递函数和输入函数数据交给lsim函数画图即可。
2程序及运行结果
f在MATLAB中键入以下程序:
上图程序中可见,已算出稳态误差为Ka为333333。运行后所画稳态误差曲线如下图:
f上图可以看出,最终输出与输入误差趋于固定值,且约为333333说明此系统可以跟踪单位加速度响应。
实验三:
实验内容:已知单位负反馈系统的开环传递函数为:
GsHs
kss1s2
试绘制系统根轨迹,并分析系统稳定的k值范围。1算法说明
这里的分母我们使用多项式函数co
v,由于函数限制最多只能写两项,而这里分母有三项,所以我们采用co
v里面再套一个co
v来解决。Rlcous函数用来绘制根轨迹模型,其他后续操作在下面说明。
2程序及运行结果
f在MATLAB中键入以下程序:
前两行键入完毕后,系统先画出根轨迹如下图:
然后键入rlocfi
d函数后可以根据需求找图上对应的增益K值,r
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