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1、广西大学实验报告纸广西大学实验报告纸姓名：姓名：指导老师：指导老师：成绩：成绩： 学院：学院：专业：专业：班级：班级： 实验内容：零、极点对限性控制系统的影响实验内容：零、极点对限性控制系统的影响 【实验时间实验时间】2015 年月日年月日 【实验地点实验地点】宿舍 【实验目的实验目的】 1.1.学会判断最小相位和非最小相位； 2.2.学会使用根轨迹分析系统的特性； 3.3.学会分析系统的响应特性； 4.4.学会分析最小相位和非最小相位系统的幅频特性和相频特性； 【实验设备与软件实验设备与软件】1MATLAB/SIMULINK 软件2计算机一台【实验原理实验原理】1. 最小相位与非最小相位。2
2、. 180根轨迹的画法。3. 系统响应的求取。4. 幅频和相频特性及其判稳。 【实验内容、方法、过程与分析实验内容、方法、过程与分析】1、实验内容过程与分析（1）已知二阶系统，分析 c 的取值对系统单位阶跃响应的影响（各种情况都要考虑周(1)(0.51)sc c ss 全），要求有理论分析与仿真验证。要求对其中一种 c 的取值求取各项指标。（2）对开环传递函数中的 a 分别等于 1 和-1，他们具有相同的幅频特性，他(1)(0.51)sc c ss 们的相频特性有何区别？能从中得出什么结论？ 输入程序：结论：把提中公式化为（c-1，c-2） ，所以可得c0时，c越大系统单位阶跃响应越大且先递减
3、后递增趋于平稳。而且震荡次数与C的取值无关，即与零点无关。（3）对传递函数分别增加极点-5、-2.5、-0.5 后，求其阶跃响应，并与原系统的1 (23 )(23 )si si 阶跃响应比较？探讨其中的规律，并给出合理的解释。若增加的是非最小相位极点，结果又会如何？图中从上到下曲线依次为没有增加极点，增加极点-5、-2.5、-0.5，可知最大值依次减小，最小值依次增大到无最小值，下降曲线依次由陡峭变平缓。增加极点为非最小相位极点 100,130,150：z=0;p=-2-3i -2+3i 100;k=1;g=zpk(z,p,k);step(g);hold on; z=0;p=-2-3i -2+
4、3i 150;k=1;g=zpk(z,p,k);step(g);hold on; z=0;p=-2-3i -2+3i 130;k=1;g=zpk(z,p,k);step(g)由图可知一段时间后曲线迅速上升。（4）对传递函数分别增加零点-0.4、-2、-5 后，求其阶跃响应，并与原系统的阶1 (23 )(23 )si si 跃响应比较？探讨其中的规律，并给出合理的解释。若增加的是非最小相位极点，结果又会如何？分别增加零点-0.4，-2，-5 后与分别增加非最小零点 0.4 ，2 ，5 ，输入程序：由图可知，增加最小零点的值越小，系统阶跃响应的响应速度越小，阻尼越小，超调量越大，终值为正 且越大，
5、平稳性越差； 增加非最小零点的值越大，系统阶跃响应的响应速度越小，阻尼越小，超调量越大，终值为 负且越小，并是相应最小零点值终值的相反数，平稳性越差。（5）对开环传递函数分别增加其开环零点-2、-3、2 后，观察根轨迹的变化，探讨其中的2(22)K s ss规律，并给出合理的解释。其单位负反馈闭环系统的单位阶跃响应由有何变化？输入程序：由图可知增加零点大于-2 时，根轨迹在坐标轴左半平面，系统 K 无论取什么值都稳定，反之小于-2 后 K取一定值才有稳定。其单位负反馈闭环系统的单位阶跃响应：K 取 2上图可知，平稳值为增加零点的相反数。（6）对开环传递函数分别增加其开环极点-2、0、2 后，观
6、察根轨迹的变化，探讨其中的规(1)K s s 律，并给出合理的解释。其单位负反馈闭环系统的单位阶跃响应由有何变化？由图根轨迹可知，增加极点越大K任意取值时系统稳定性越差。其单位负反馈闭环系统的单位阶跃响：K取4增加极点-2时，输入程序：得到增加极点 0 时，输入程序：得到增加极点 2 时，输入程序：得到2、实验方法根据实验内容要求，对表达式进行处理，在 MATLAB 中仿真，将得出的图进行分析。【实验总结实验总结】 通过这次实验我们研究了零点和极点对线性控制系统的影响，并且学会如何判断最小相位和非最小相位， 学会使用根轨迹分析系统的特性，学会分析系统增加零极点对系统响应的影响。从实验中，我们了解了 零点对系统的震荡次数无关，知道增加最小零点的值越小，系统阶跃响应的响应速度越小，阻尼越小， 超调量越大，终值为正且越大，平稳性越差；这对我们今后的学习研究很有用处。在实验中国，我们也 加深了我们对 MATLAB 的了解和掌握，对今后的学习有重要的作用。
