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1、传递函数实验第1页，共29页，编辑于2022年，星期四第2页，共29页，编辑于2022年，星期四第3页，共29页，编辑于2022年，星期四第4页，共29页，编辑于2022年，星期四第5页，共29页，编辑于2022年，星期四第6页，共29页，编辑于2022年，星期四第7页，共29页，编辑于2022年，星期四第8页，共29页，编辑于2022年，星期四第9页，共29页，编辑于2022年，星期四第10页，共29页，编辑于2022年，星期四第11页，共29页，编辑于2022年，星期四第12页，共29页，编辑于2022年，星期四练习：第13页，共29页，编辑于2022年，星期四各种典型环节的阶跃响应曲线各
2、种典型环节的阶跃响应曲线1、比例环节（、比例环节（K）从图形库浏览器中拖曳Step（阶跃输入）、Gain（增益模块）、Scope模块到仿真操作画面，连接成仿真框图。结论：比例环节 K 改变，则放大倍数改变。第14页，共29页，编辑于2022年，星期四2、积分环节（、积分环节（1/Ts）拖曳Step（阶跃输入）、Transfer Fcn（传递函数）、Scope模块到仿真操作画面，连接成仿真框图。结论：T越大，则积分越慢 第15页，共29页，编辑于2022年，星期四3、一阶惯性环节（1/（Ts+1）拖曳Step（阶跃输入）、Transfer Fcn（传递函数）、Scope模块到仿真操作画面，使传递
3、函数变成1/（Ts+1），），连接成仿真框图。结论：T越大，惯性越大第16页，共29页，编辑于2022年，星期四4、微分环节（Ks/（Ts+1）拖曳Step（阶跃输入）、Transfer Fcn（传递函数）、Scope模块到仿真操作画面，将 Transfer Fcn（传递函数）模块的参数重新设置，使其传递函数变成 Ks/（Ts+1），连接成仿真框图。结论：微分环节输出能反应输入对时间的变化率第17页，共29页，编辑于2022年，星期四5、二阶振荡环节（1）令 n 不变，取不同的值（0 1）（2）令=0.2不变，n取不同的值令 n=5不变，取0.5和0.2 结论：n相同，越大响应越快令 =0.2
4、 不变，n取5和10（n 越大，响应越快）第18页，共29页，编辑于2022年，星期四6、延迟环节 将仿真框图中的 Transfer Fcn（传递函数）模块换成 Transport Delay（时间延迟）模块，改变延迟时间，观察单位阶跃响应曲线变化情况。结论：的大小影响延迟时间第19页，共29页，编辑于2022年，星期四用用MATLAB求控制系求控制系统统的瞬的瞬态态响响应应（1）阶跃响应）阶跃响应step(num,den)说明：时间向量t的范围由软件自动设定，阶跃响应曲线随即绘出step(num,den,t)说明：时间向量t的范围可以由人工给定 y，x=step(num,den)说明：返回变
5、量y为输出向量，x为状态向量在MATLAB程序中，先定义num,den数组，并调用上述指令，即可生成单位阶跃输入信号下的阶跃响应曲线图。考虑下列系统：第20页，共29页，编辑于2022年，星期四 num=0 0 25;%定义分子多项式 den=1 4 25;%定义分母多项式 step(num,den)%调用阶跃响应函数求取单位阶跃响应曲线 grid%画网格标度线 xlabel(t/s),ylabel(c(t)%给坐标轴加上说明 title(Unit-step Respinse of G(s)=25/(s2+4s+25)%给图形加上标题名第21页，共29页，编辑于2022年，星期四为了在图形屏幕
6、上书写文本，可以用text命令在图上的任何位置加标注。text(0.5,-0.08,X1,FontSize,18);或 text(-0.15,0.5,Y1,FontSize,18)说明：第一个语句在坐标点x=3.4,y=-0.06上书写出Y1。第二个语句在坐标点x=3.4,y=1.4上书写出Y2。第22页，共29页，编辑于2022年，星期四（2）脉冲响应）脉冲响应 impulse(num,den)说明：时间向量说明：时间向量t的范围由软件自动设定，阶跃响应曲线随即绘出的范围由软件自动设定，阶跃响应曲线随即绘出impulse(num,den,t)说明：时间向量说明：时间向量t的范围可以由人工给定
7、（例如的范围可以由人工给定（例如t=0:0.1:10）y,x=impulse(num,den)说明：返回变量说明：返回变量y为输出向量，为输出向量，x为状态向量为状态向量y,x,t=impulse(num,den,t)说明：向量说明：向量t 表示脉冲响应进行计算的时间表示脉冲响应进行计算的时间考虑下列系统：第23页，共29页，编辑于2022年，星期四 num=0 0 1;den=1 0.2 1;impulse(num,den)grid xlabel(t/s,FontSize,18),ylabel(c(t),FontSize,18)title(Unit-impulse Response of G
8、(s)=1/(s2+0.2s+1),FontSize,22)第24页，共29页，编辑于2022年，星期四（3）特征参量）特征参量 和和 对二阶系统性能的影响对二阶系统性能的影响a a、参量、参量 对对二二阶阶系系统统性能的影响性能的影响num=0 0 1;den1=1 0 1;den2=1 0.5 1;den3=1 1 1;den4=1 2 1;den5=1 4 1;t=0:0.1:10;step(num,den1,t)grid 第25页，共29页，编辑于2022年，星期四 text(4,1.7,Zeta=0,FontSize,12);hold step(num,den2,t)text(3.3
9、,1.5,0.25,FontSize,12)step(num,den3,t)text(3.5,1.2,0.5,FontSize,12)step(num,den4,t)text(3.3,0.9,1.0,FontSize,12)step(num,den5,t)text(3.3,0.6,2.0,FontSize,12)title(Step-Response Curves,FontSize,15)第26页，共29页，编辑于2022年，星期四b b、参量、参量 对对二二阶阶系系统统性能的影响性能的影响num1=0 0 1;den1=1 0.5 1;t=0:0.1:3;step(num1,den1,t);
10、grid;hold ontext(3.1,1.4,wn=1,FontSize,12)num2=0 0 4;den2=1 1 4;step(num2,den2,t);hold ontext(1.7,1.4,wn=2,FontSize,12)num3=0 0 9;den3=1 1.5 9;step(num3,den3,t);hold ontext(0.5,1.4,wn=3,FontSize,12)title(Step-Response Curves,FontSize,15)第27页，共29页，编辑于2022年，星期四结论：结论：n相同，越大相应越快;相同，n 越大，相应越快。n相同 相同第28页，共29页，编辑于2022年，星期四课堂练习：第29页，共29页，编辑于2022年，星期四