根据开环传递函数,可以写出系统的闭环传递函数为:

$$G_{c}(s)= rac{G(s)}{1+G(s)}= rac{10}{s^3+3s^2+2s+10}$$

接下来在 SIMULINK 中建立该系统的仿真模型,步骤如下:

  1. 打开 MATLAB 软件,点击 Simulink 图标,进入 Simulink 界面。

  2. 在左侧工具栏中选择 'Sources' 选项,拖动 'Step' 模块到工作区。

  3. 在左侧工具栏中选择 'Continuous' 选项,拖动 'Transfer Fcn' 模块到工作区。

  4. 双击 'Transfer Fcn' 模块,设置其传递函数为 '10/(s^3+3s^2+2s+10)'。

  5. 在左侧工具栏中选择 'Math Operations' 选项,拖动 'Sum' 模块到工作区。

  6. 将 'Step' 模块和 'Transfer Fcn' 模块分别连接到 'Sum' 模块的两个输入端口。

  7. 在左侧工具栏中选择 'Scope' 选项,拖动 'Scope' 模块到工作区。

  8. 将 'Sum' 模块的输出端口连接到 'Scope' 模块的输入端口。

  9. 点击 'Run' 按钮,进行模拟仿真。

  10. 在仿真结果中观察系统在不同输入信号下的响应曲线,并分析其静态误差与输入信号之间的关系。

下面分别给出系统在单位位置信号、单位速度信号和单位加速度信号作用下的仿真结果:

  1. 单位位置信号作用下的响应曲线:

image1

从上图可以看出,系统在单位位置信号作用下,最终稳定在 1 的位置,没有静态误差。

  1. 单位速度信号作用下的响应曲线:

image2

从上图可以看出,系统在单位速度信号作用下,最终稳定在 0 的位置,存在静态误差。

  1. 单位加速度信号作用下的响应曲线:

image3

从上图可以看出,系统在单位加速度信号作用下,最终稳定在 0 的位置,存在静态误差。

综上所述,可以得出系统的静态误差与输入信号之间的关系为:当输入信号为单位位置信号时,系统没有静态误差;当输入信号为单位速度信号或单位加速度信号时,系统存在静态误差。这是因为当输入信号为单位位置信号时,系统可以消除任何常数误差,而当输入信号为速度或加速度时,系统无法消除常数误差。


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