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: 对电路连接图分析可以得到相关参数的表达式: ;;; 根据所连接的电路图的元件参数可以得到其闭环传递函数为;其中; 因此,调整 R x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,可以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可以知道其开环传递函数为: 其中, R x的单位为 kΩ。系统特征方程为,根据劳斯判据可以知道: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 R x可以调节 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,程序为: G=tf(50,[1,50*sqrt(2),50]); step(G) 调节时间为 5s左右。取,程序为: G=tf(50,[1,10*sqrt(2),50]); step(G) 调节时间为左右。取,程序为: G=tf(50,[1,2*sqrt(2),50]); step(G) 可以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(sys) 系统为临界稳定,输出震荡但不发散。当取