控制系统典型环节性能分析

控制系统典型环节性能分析1控制系统典型环节性能分析题目：熟悉Matlab软件Simulink的基本使用方法，利用Simulink建立各典型环节的仿真模型，并通过仿真得到各典型环节的单位阶跃响应曲线，给出各典型环节相关参数变化对典型环节动态性能的影响。解答：1.比例环节1.1比例环节1)(1sG图1_1_1比例环节simulink仿真模型图1_1_2比例环节阶跃响应曲线1.2比例环节2)(1sG图1_2_1比例环节simulink仿真模型图1_2_2比例环节阶跃响应曲线控制系统典型环节性能分析2分析：比例环节使得输出量与输入量成正比，比例系数越大，输出量越大。2.积分环节2.1积分环节ssG1)(1图2_1_1积分环节simulink仿真模型图2_1_2积分环节阶跃响应曲线2.2积分环节ssG5.01)(2图2_2_1积分环节simulink仿真模型图2_2_2积分环节阶跃响应曲线分析：积分环节的输出量反映了输入量随时间的积累，时间常数越大，积累速度越快。3.微分环节控制系统典型环节性能分析3微分环节ssG)(1图3_1_1微分环节simulink仿真模型图3_1_2微分环节阶跃响应曲线4.惯性环节4.1惯性环节11)(1ssG图4_1_1惯性环节simulink仿真模型图4_1_2惯性环节阶跃响应曲线4.2惯性环节15.01)(2ssG控制系统典型环节性能分析4图4_2_1惯性环节simulink仿真模型图4_2_2惯性环节阶跃响应曲线分析：惯性环节使得输出波形在开始时以指数曲线上升，上升速度与时间常数有关，时间常数越大，上升越快。5.导前环节导前环节1)(1ssG图5_1_1导前环节simulink仿真模型图5_1_2导前环节阶跃响应曲线分析：比例作用与微分作用一起构成导前环节，输出反映了输入信号的变化趋势，波形也与时间常数有关。6.振荡环节6.1振荡环节4ss4)(21sG（ξ=0.25）控制系统典型环节性能分析5图6_1_1振荡环节simulink仿真模型图6_1_2振荡环节阶跃响应曲线6.2振荡环节4s2s4)(22sG（ξ=0.5）图6_2_1振荡环节simulink仿真模型图6_2_2振荡环节阶跃响应曲线6.3振荡环节4s4s4)(23sG（ξ=1）控制系统典型环节性能分析6图6_3_1振荡环节simulink仿真模型图6_3_2振荡环节阶跃响应曲线分析：随着阻尼ξ的减小，其振荡特性表现的愈加强烈，当ξ的值在0.4-0.8之间时，过渡过程时间较短，振荡不太明显。7.延时环节7.1延时环节（TimeDelay=0）图7_1_1延时环节simulink仿真模型图7_1_2延时环节阶跃响应曲线7.2延时环节（TimeDelay=1）控制系统典型环节性能分析7图7_2_1延时环节simulink仿真模型图7_2_2延时环节阶跃响应曲线