二阶振荡衰减 matlab,基于Matlab/Simulink的二阶控制系统仿真研究
1 二阶控制系统模型本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201612/328597.htm
能够用二阶微分方程描述的系统称为二阶控制系统。在控制工程实践中,二阶控制系统十分常见,例如,电枢控制的直流电动机,RLC网络和弹簧-质量-阻尼器组成的机械位移系统等。此外,许多高阶系统在一定条件下,常常近似地作为二阶控制系统来研究。因此,详细讨论和分析二阶控制系统的特性,具有极为重要的实际意义。典型二阶控制系统数学模型结构如图1所示。
其闭环传递函数为:
式中:ζ为系统阻尼比;ωn为无阻尼自然振荡角频率,单位为rad/s.二阶控制系统的动态特性可由以上两个参数描述。二阶控制系统在单位阶跃信号作用下,其输出响应可分为以下几种情况:
(1)当ζ=0时,二阶控制系统为零阻尼状态。系统有一对共轭虚根,系统单位阶跃响应为无阻尼等幅振荡曲线。
(2)当0
(3)当ζ=1时,二阶控制系统为临界阻尼状态。系统具有两个相同的实数极点,位于S 左半平面。系统单位阶跃响应为无超调,无振荡单调上升的曲线,不存在稳态误差。
(4)当ζ>1时,二阶控制系统为过阻尼状态。系统具有两个不等的实数极点,位于S左半平面,系统单位阶跃响应与临界阻尼情况相似,为无超调,无振荡单调上升的曲线,但它的过渡过程时间较之临界阻尼更长。
2 二阶控制系统仿真设计与研究
2.1 二阶控制系统仿真结构设计
启动Matlab 7.04,进入Simulink仿真界面,根据二阶控制系统数学模型结构,设计二阶控制系统的Simu-link仿真结构如图2所示。双击各函数模块,在出现的各参数对话框内设置相应的参数,仿真时输入单位阶跃信号,起始时间为0,分别改变ωn 和ζ的值,点击simula-tion菜单下的start命令进行仿真,双击示波器模块观察仿真结果,得到系统的阶跃响应曲线,再进行分析ωn和ζ对系统动态性能的影响。
2.2 二阶控制系统单位阶跃响应与参数ζ的关系
设定ωn=10 rad/s 不变,改变参数ζ分别为0,0.25,1和2的二阶控制系统Simulink仿真结构如图3所示,输入单位阶跃信号,其仿真响应曲线如图4所示。从图中实验数据分析可以看出,响应曲线由上至下,依次为无阻尼等幅振荡曲线,欠阻尼振荡衰减曲线,临界阻尼和过阻尼无超调单调上升曲线。当0
2.3 二阶控制系统单位阶跃响应与参数ωn的关系
设定ζ=0.1 不变,改变参数ωn 分别为10 rad/s 和20 rad/s的二阶控制系统Simulink仿真结构如图6所示,输入单位阶跃信号,其仿真响应曲线如图7所示。从图中实验数据分析可以看出,当ζ=0.1 时,随着ωn 的增大,系统单位响应的振荡周期变短,其调整时间也相应地缩短;当ζ≥1 时,系统变成临界阻尼或欠阻尼系统,这时也有类似的结论,图8所示为当ζ=1时,ωn分别为10 rad/s和20 rad/s的二阶控制系统的阶跃响应曲线。
3 结语
基于Matlab/Simulink 环境的仿真分析方法,通过Simulink工具箱所提供的基本模块,不需任何硬件,在单位阶跃信号作用,利用仿真实例很好地实现了对二阶控制系统进行仿真研究,直接观察和分析二阶控制系统输出性能的变化,验证了二阶控制系统相关理论的正确性,在二阶控制系统实验教学和科研上有很大实用价值,充分体现了Matlab/Simulink仿真直观和方便的特点。
二阶振荡衰减 matlab,基于Matlab/Simulink的二阶控制系统仿真研究相关推荐
- 回声检测仿真信号matlab,基于LMS算法的回声消除系统仿真研究
用远端语音信号作为参考信号来跟踪回声信号,得到滤波器的输出信号 ,两者相减,得到误差信号为 .误差信号的波形如图7所示.从图中可以看出,收敛时间大约在8000个点左右,之后的误差曲线接近于0,仿真效果 ...
- matlab穆尔,基于matlab(矩阵实验室)的倒立摆控制系统仿真(34页)-原创力文档
基于MATLAB的倒立摆控制系统仿真 摘 要 自动控制原理(包括经典部分和现代部分)是电气信息工程学院学生的一门必修专业基础课,课程中的一些概念相对比较抽象,如系统的稳定性.可控性.收敛速度和抗干扰能 ...
- matlab里面的sul,MATLAB语言在电机控制系统仿真研究中的应用
MATLAB语言在电机控制系统仿真研究中的应用 宋凌锋李立毅程树康 [摘要]简要介绍了MATLAB语言,并把MATLAB语言应用于电机控制系统的仿真研究中,同时以一个具体实例较为深入地对其进行了说明. ...
- MATLAB仿真斜坡信号的校正,控制系统仿真matlab第六章习题答案.doc
控制系统仿真matlab第六章习题答案 控制系统仿真第六章课后题 作业6.1 在图6.1中,已知单位负反馈系统被控对象的传递函数为 试编写matlab程序,设计系统的超前矫正器Gc(s),要求: 1) ...
- 基于Simulink的风电机组变桨距控制系统仿真研究
1.内容简介 略 515-可以交流.咨询.答疑 2.内容说明 要:针对风电机组复杂.非线性的特点,建立了完整的风电机组变桨距模型,并 运 用 Matlab/Simulink强 大的功能对其进行仿真研究 ...
- 基于STM32的智能温室控制系统仿真电路设计(温控补光)-基于STM32的智能蓝牙温控风扇控制系统设计-基于STM32的无线蓝牙心电监护仪系统设计【毕设课设分享】
1609 基于STM32的智能蓝牙温控风扇控制系统设计-毕设课设 1.LCD1602液晶显示当前温度,温度上下限值,风扇等级,自动手动模式: 2.设置有4个按键,按键1可以设置自动和手动2种模式切换: ...
- 基于8086简易电子琴系统仿真设计-基于8086红外自动门控制系统设计-基于单片机8x8矩阵键盘两机串口通信-基于单片机8层电梯控制系统仿真设计-基于单片机ADC0809和DAC0832模数和数模设计
1189基于8086简易电子琴系统仿真设计-设计资料 编写一实现电子琴的程序,并实现若干扩展功能. 基本功能:用键盘输入对应的七个音阶,通过实验箱的喇叭发出声音,并通过七段数码管显示输入音阶: 扩展功 ...
- matlab2阶系统,基于Matlab/Simulink的二阶控制系统仿真研究
描述 为了研究二阶控制系统的性能,讨论了二阶控制系统参数ζ和ωn与单位阶跃响应的关系,并介绍了基于Matlab/Simulink软件仿真环境,在单位阶跃信号作用下,利用仿真实例很好地实现了对二阶控制系 ...
- abs模型matlab,基于MATLAB/Simulink的汽车ABS建模与分析
设 计 研 究 汽 车 实用 技 术 AUTOMOBILE APPLIED TECHN0LOGY 20l 341-第6期 2Ol 3 N0.6 基于 MATLAB/Simu¨nk的汽车 ABS 建模与 ...
最新文章
- “未能为域创建GPO 出现扩展错误”的解决办法
- 分布式项目启动时报错:Duplicate spring bean id XXX
- 下列哪个滤波器是非线性的_正确选择射频滤波器的八大窍门
- mybatis注册了mapper但是还是报错_springboot整合Mybatis
- DI / CDI –基础
- java的主函数在哪_打开一个别人的文件,一堆.java, 怎么知道main函数在哪里?
- 怎么配置linux中es搜索的主机名,分布式搜索elasticsearch中文分词集成
- 配置mysql 问题解决
- 金山逍遥网 sersync 服务器实时镜像同步方案
- 拓端tecdat|python贝叶斯随机过程:马尔可夫链Markov-Chain,MC和Metropolis-Hastings,MH采样算法可视化
- access建立er图_Visio绘制ER图教程
- hrbust/哈理工oj 1809 再就业【状压dp】
- IoT平台功能架构图
- 需求分析:5W1H分析法
- Xposed入门篇之安装xposed框架
- Lect1 图像分类
- 系统信息:uname,sysinfo,gethostname,sysconf
- CA认证原理以及实现(上)
- python 图片识别服装_基于树莓派的服装识别系统及方法与流程
- 电源拓扑结构优缺点比较-常见开关电源优缺点对比