黄淮学院电子科学与工程系自动控制课程验证性实验报告实验名称五、基于MATLAB高阶控制系统的时域响应动态性能与分析实验时间年月日学生姓名牛景坤实验地点同组人员专业班级1001B实验目的（1）探究三阶系统单位阶跃响应及其性能指标与其闭环极点的关系。（2）研究变换极点和闭环零点对高阶系统动态性能的影响（3）了解高阶系统中主导极点与偶极子的作用实验主要仪器设备和材料：MATLAB软件、计算机实验原理及内容：（1）三阶系统的单位阶跃响应分析范例3.7已知三阶系统闭环传递函数为Φ（s）=5(s+2)(s+3)／(s+4)(s²+2s+2),编写MATLAB程序，求取系统闭环极点及其单位阶跃响应，读取动态性能指标。解：num1=conv([05],conv([12],[13]));Den1=conv([14],[122]);Roots(den)[z,p,k]=tf2zp(num1,den1)Step(num1,den1)程序运行后得系统闭环极点为-4，-1+j，-1-j。三阶系统单位阶跃响应曲线如下，从图中看出来系统的稳态值为3.75，动态性能指标为：tr=1.03s,Mp=7.28%,tp=2.21s,ts=3.64s范例3.8改变系统闭环极点位置，Φ（s）=0.625（s+2）（s+3）／（s+0.5）（s²+2s+2），将原极点s=-4改为s=-0.5，使闭环极点靠近虚轴，观察单位阶跃响应和动态性能指标的变化。解：将极点-4改为-0.5后的程序如下：num2=conv(0.625,conv([12],[13]));Den2=conv([10.5],[122]);Step(num2,den2)例3-9改变系统闭环零点的位置，Φ（s）=10(s+1)(s+3)/(s+4)(s²+2s+2),将原零点s=-2改成s=-1，观察单位阶跃响应及其动态性能指标的变化。解：将零点-2改为-1后的程序graph11.m如下：Num3=conv(10,conv([11],[13]));den1=conv([14],[122]);Setp(num3,den1)实验现象、实验数据记录：1、三阶系统单位阶跃响应曲线如图3-7所示，从图中读出系统的稳态值为3.75，动态性能指标为tr=4.12s,ts=7.84s,无超调。3-7三阶系统单位阶跃响应曲线3-8三阶系统单位阶跃响应曲线3、三阶系统单位阶跃响应曲线如图3-9所示，从图中看出系统的稳态值为3.75三阶系统单位阶跃响应曲线如图3-95、实验现象、实验数据的分析：6、实验结论：指导教师评语和成绩评定：实验报告成绩：指导教师签字：年月日