文档介绍：实验报告2报告名称:典型系统动态性能和稳定性分析一、实验目的1、学****和掌握动态性能指标的测试方法。2、研究典型系统参数对系统动态性能和稳定性的影响。二、实验内容1、观测二阶系统的阶跃响应,测出其超调量和调节时间,并研究其参数变化对动态性能和稳定性的影响。2、观测三阶系统的阶跃响应,测出其超调量和调节时间,并研究其参数变化对动态性能和稳定性的影响。三、实验过程及分析1、典型二阶系统结构图以及电路连接图如下所示:对电路连接图分析能够得到相关参数的表示式:T0=R0C1;T1=RxC2;K1=RxR1;K=K1T0=RxR1R0C1根据所连接的电路图的元件参数能够得到其闭环传递函数为Ws=ωn2s2+2ξωns+ωn2;其中ωn=52;ξ=2*1000002Rx因此,调整Rx的阻值,能够调节闭环传递函数中的阻尼系数,调节系统性能。当ξ>1时,为过阻尼系统,系统对阶跃响应不超调,响应速度慢,因此有如下的实验曲线。当ξ=1时,为临界阻尼系统,系统对阶跃响应恰好不超调,在不发生超调的情况下有最快的响应速度,因此有如下的实验曲线。对比上下两张图片,能够发现系统最后的稳态误差都比较明显,应该与实验仪器的精密度有关。同时我们还观察了这个系统对斜坡输入的响应,其特点是输出曲线转折处之后有轻微的上凸的部分,最后输出十分接近输入。当0<ξ<1时,为欠阻尼系统,系统对阶跃超调,响应速度很快,因此有如下的实验曲线。2、典型三阶系统结构图以及电路连接图如下所示:根据所连接的电路图能够知道其开环传递函数为: 其中,Rx的单位为kΩ。系统特征方程为s3+12s2+20s+20K=0,根据劳斯判据能够知道:系统稳定的条件为0<K<12,系统临界稳定的条件为K=12,系统不稳定的条件为K>12,调节Rx能够调节K,从而调节系统的性能。具体实验图像如下:四、软件仿真1、典型2阶系统取ξ=5,程序为:G=tf(50,[1,50*sqrt(2),50]); step(G)调节时间为5s左右。取ξ=1,程序为:G=tf(50,[1,10*sqrt(2),50]); step(G)。取ξ=,程序为:G=tf(50,[1,2*sqrt(2),50]); step(G)能够看出系统有明显的超调,超调量达到了50%以上,响应速度十分快。2、典型3阶系统当取K=12时,程序为G=tf(12,[,,1,0]); sys=feedback(G,1); step