利用Simulink绘制高阶系统响应曲线并分析稳态误差

利用Simulink绘制高阶系统响应曲线并分析稳态误差

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/persona5joker/article/details/139304952

本实验通过Simulink仿真环境，研究了不同系统型次在阶跃输入和斜坡输入下的稳态误差特性。通过对比分析，揭示了系统参数变化对稳态误差的影响规律，为控制系统的设计和优化提供了重要参考。

实验目的

1. 掌握使用Simulink进行控制系统稳态误差分析的方法
2. 研究系统在不同典型输入信号作用下，稳态误差的变化规律

实验步骤与结果分析

1. 阶跃输入响应

已知一个单位负反馈系统开环传递函数为G（s）＝K/s(0.1s+1)，分别作出K=5和K=50时，系统单位阶跃响应曲线并求单位阶跃响应稳态误差。

结论：

• 稳态误差为零
• 随着K增大，响应过程变快，但终值不变

2. 斜坡输入响应

仍然上述系统，分别作出K=0.2和K=1时，系统单位斜坡响应曲线并求单位斜坡响应稳态误差。

结论：

• K越大，响应越快
• 稳态误差不变

3. 系统型次对稳态误差的影响

3.1 0型系统

将上述系统中的积分环节改换为一个惯性环节，开环增益改为1，系统变成0型系统。在输入端分别给定单位阶跃信号和单位斜坡信号，重新仿真运行，在示波器 Scope 中观察系统响应曲线，并读出稳态误差。

结论：

• 位置误差为R/(1+K)
• 速度误差为无穷大

3.2 II型系统

将上述系统中开环增益改为1，在其前向通道中再增加一个积分环节，系统变成II型系统。在输入端分别给定单位阶跃信号和单位斜坡信号，重新仿真运行，在示波器 Scope 中观察系统响应曲线，并读出稳态误差。

结论：

• 振荡系统，但最终会趋于稳定

实验总结

通过实验，我们总结出不同系统型次在典型输入信号作用下的稳态误差规律，具体如下表所示：

本文原文来自CSDN