结构框图获得系统数学模型

实验七实验七 控制系统阶跃响应仿真控制系统阶跃响应仿真实验目的：实验目的：1. 掌握线性系统传递函数模型的建立； 2. 熟练掌握结构框图总的传递函数； 3. 观察学习控制系统的单位阶跃响应； 4. 记录单位阶跃响应曲线； 5. 掌握时间响应分析的一般方法实验内容和步骤：实验内容和步骤：1、、建立系统传递函数模型（建立系统传递函数模型（TF）） 由于用 bj,j=0,1,2,…,m,和 ai,i=0,1,2,…,n 可以惟一地确定一个系统，因此在 MATLAB 中可以用向量 num=[bm bm-1…b1 b0];den=[an an-1…a1 a0]来表示传递韩式 G(s)的 TF 模型为num=[bm bm-1…b1 b0];den=[an an-1…a1 a0]；sys=tf(num,den) 练习：练习：用 MATLAB 语言创建传递函数44)(G2sss（截图记录创建过程）（截图记录创建过程） 2、、由结构框图获得系统数学模型由结构框图获得系统数学模型 已知系统结构框图如下图所示- - -计算系统总的传递函数模型①将各模块的通路排序编号，信号流图如下图所示。

171/2s 1/(s2+s) 1/(s+1) 5/(3s+4)1 2 3 4-1 -16 5 ②使用 append 命令实现各模块未连接的系统矩阵 >>G1=tf(1,[2 0]); >>G2=tf(1,[1 1 0]); >>G3=tf(1,[1 1]); >>G4=tf(5,[3 4]); >>G5=tf(-1,1);1/2s1/(s2+s)1/(s+1)5/(3s+4)>>G6=tf(-1,1); >>G7=tf(-1,1); >>GG=append(G1,G2,G3,G4,G5,G6,G7); ③建立 Q 矩阵指定连接关系 >>Q=[1 6 0;2 1 7;3 5 2;4 3 0;5 4 0;6 2 0;7 3 0] >>Input=1; >>Output=4; ④使用 connect 命令构造整个系统的传递模型 >>GT1=connect(GG,Q,Input,Output) 3、、MATLAB 的阶跃响应函数的阶跃响应函数 阶跃响应函数如下： step(sys) step(sys,tf) step(sys,t)step(sys1,sys2,…,t)[y,t]=step(sys) [y,t,x]=step(sys)4、、已知二阶系统已知二阶系统10210)(G2sss（（1）） 键入程序，观察、记录阶跃响应曲线键入程序，观察、记录阶跃响应曲线（截图记录过程和结果）（截图记录过程和结果） （（2）） 继续键入如下程序继续键入如下程序 step(sys) [y,t,x]=step(sys) ; [y,t’] （截图记录过程和结果）（截图记录过程和结果）（（3）） 修改参数，分别实现修改参数，分别实现=1，，=2 的响应曲线，并作记录的响应曲线，并作记录程序为： n0=10;d0=[1 2 10];step(n0,d0) hold on n1=n0;d1=[ ]; step(n1,d1) n2=n0;d2=[ ]; step(n2,d2)（（4）） 修改参数，分别实现修改参数，分别实现、、的响应曲线，并作记录的响应曲线，并作记录0121nn022nn程序为： n0=10;d0=[1 2 10];step(n0,d0) hold on n1= ;d1=[ ]; step(n1,d1) n2= ;d2=[ ]; step(n2,d2) （（5）） 试作出以下系统的阶跃响应，并比较与原系统响应曲线的差别与特点，试作出以下系统的阶跃响应，并比较与原系统响应曲线的差别与特点， 作出相应的实验分析结果。

作出相应的实验分析结果1））102102)(G21ssss2））102105 . 0)(G222sssss3））1025 . 0)(G223sssss4））102)(G24ssss。