MATLAB线性系统的根轨迹实验.docx
- 文档编号:28434106
- 上传时间:2023-07-13
- 格式:DOCX
- 页数:12
- 大小:462.90KB
MATLAB线性系统的根轨迹实验.docx
《MATLAB线性系统的根轨迹实验.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《MATLAB线性系统的根轨迹实验.docx(12页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
MATLAB线性系统的根轨迹实验
MATLAB线性系统的根轨迹实验
实验报告
实验名称线性系统的根轨迹
一、实验目的
1.熟悉MATLAB用于控制系统中的一些基本编程语句和格式。
2.利用MATLAB语句绘制系统的根轨迹。
3.掌握用根轨迹分析系统性能的图解方法。
4.掌握系统参数变化对特征根位置的影响。
二、实验内容
1.请绘制下面系统的根轨迹曲线
同时得出在单位阶跃负反馈下使得闭环系统稳定的K值的范围。
2.在系统设计工具rltool界面中,通过添加零点和极点方法,试凑出上述系统,并观察增加极、零点对系统的影响。
三、实验结果及分析
1.请绘制下面系统的根轨迹曲线
同时得出在单位阶跃负反馈下使得闭环系统稳定的K值的范围。
(1)>>num=[001];
>>den=[conv([1,2,2],[1,6,13]),0];
>>rlocus(num,den)
>>[k,r]=rlocfind(num,den)
Selectapointinthegraphicswindow
selected_point=
+
k=
r=
+
-
+
-
使得闭环系统稳定K的范围为
(2)num=[0112];
den=[conv(conv([1,1],[1,12,100]),[1,10])];
rlocus(num,den)
[k,r]=rlocfind(num,den)
Selectapointinthegraphicswindow
selected_point=
+
k=
+003
r=
+
+
使得闭环系统稳定K的范围为
(3)num=[,1];
>>den=[conv([,1],[,,1]),0];
>>rlocus(num,den)
[k,r]=rlocfind(num,den)
Selectapointinthegraphicswindow
selected_point=
+
k=
r=
+
-
+
-
使得闭环系统稳定K的范围为
2.在系统设计工具rltool界面中,通过添加零点和极点方法,试凑出上述系统,并观察增加极、零点对系统的影响。
①
先令G(s)=1/s,则可得其单位阶跃响应波形图为
然后逐步添加如下:
第一步、添加共轭极点-1+j1和-1-j1得到G(s)=1/[s(s2+2s+2)],运行可得其单位阶跃响应波形为
第二步、添加共轭极点-3+j2和-3-j2得到G(s)=1/[s(s2+2s+2)(s2+6s+13)],运行后可得其单位阶跃响应波形为
②
先令G(s)=1/(s+1),则可得其单位阶跃响应波形为
然后逐步添加如下:
第一步、添加共轭极点-6+j8和-6-j8得到G(s)=1/[(s+1)(s2+12s+100)],运行后可得其单位阶跃响应波形为
第二步、添加极点-10得到G(s)=1/[(s+1)(s2+12s+100)(s+10)],运行后可得其单位阶跃响应波形为
第三步、添加零点-12得到G(s)=(s+12)/[(s+1)(s2+12s+100)(s+10)],运行后可得其单位阶跃响应波形为
③
先令G(s)=1/s,则可得其单位阶跃响应波形图为
然后逐步添加如下:
第一步、添加极点-1/得到G(s)=1/[s+1)],运行后可得其单位阶跃响应波形为
第二步、添加一对共轭极点,即分子添加项(++1)后可得到
G(s)=1/[s+1)(++1)]运行后可得其单位阶跃响应波形为
第三步、添加极点-20得到G(s)=1/[s+1)(++1)+1)],运行后可得其单位阶跃响应波形为
由图知,给系统添加开环极点会使系统的阶次升高,若添加的合理,会使系统的稳态误差减小,同时若添加的不合理,反倒会使系统不稳定;给系统添加开环零点,可使原来不稳定的系统变成稳定的系统。
四、实验心得与体会
本次实验我们首先熟悉了MATLAB用于控制系统中的一些基本编程语句和格式,随后又利用MATLAB语句绘制系统的根轨迹。
课本中介绍的手工绘制根轨迹的方法,只能绘制根轨迹草图,而用MATLAB可以方便地绘制精确的根轨迹图,并可通过自己添加零极点或者改变根轨迹增益的范围来观测参数变化对特征根位置的影响。
更加熟练地掌握了MATLAB的操作方法。
?
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- MATLAB 线性 系统 轨迹 实验