高阶系统闭环零极点对系统特性的影响

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现代工程控制理论

实验报告

实验名称：高阶系统闭环零极点对系统特性的影响

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目录

一、 实验目的 ............................................................ 3 二、 实验原理 ............................................................ 3 1、高阶系统动态性能分析 ................................................ 3 2、系统的零极点的分布对系统的影响如下： ................................ 4 三、 实验过程 ............................................................ 4 1、绘制增加极点前后系统y1,y2的阶跃响应曲线。 .......................... 4 2、绘制增加零点前后系统y1,y3的阶跃响应曲线。 .......................... 6 3、绘制增加远离虚轴的偶极子前后系统y1和y4的阶跃响应曲线 .............. 7 4、绘制增加靠近虚轴的偶极子前后系统y1和y5的阶跃响应曲线 .............. 8 四、

实验结果及分析 ................................................... 10

1、绘制增加极点前后系统y1,y2的阶跃响应曲线。 ......................... 10 2、绘制增加零点前后系统y1,y3的阶跃响应曲线。 ......................... 10 3、绘制增加远离和靠近虚轴的偶极子前后系统的阶跃响应曲线 ............... 10 4、通过以上理论分析和仿真验证可得到以下结论： ......................... 10 五、 实验中存在问题 ..................................................... 11

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一、 实验目的

1、 增加或减少闭环零极点及闭环零极点的位置来研究高阶系统

的动态性能指标。 2、

学习用工程软件MATLAB通过编程来绘制系统的阶跃响应曲

线。 3、

研究系统的零极点及偶极子对系统控制特性的影响。

二、 实验原理

1、高阶系统动态性能分析

高阶系统的闭环传递函数的一般形式可表示为：

bmsm?bm?1sm?1?????b1s?b0C(s)G(s)?? (n≥m)

R(s)ansn?an?1sn?1?????a1s1?a0表示成零极点形式后，为：

K?(s?zj)s?i?1m G(s)?j?1n

?pi式中：-zi(i=1,2,...,m)---闭环传递函数的零点 -pj(j=1,2,…,n)---闭环传递函数的极点。 假设系统闭环零极点都互不相同，且均为单重的。 则单位阶跃响应的拉氏变换为：

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