設定ωn=10 rad/s 不變，改變參數(shù)ζ分別為0，0.25，1和2的二階控制系統(tǒng)Simulink仿真結(jié)構(gòu)如圖3所示，輸入單位階躍信號，其仿真響應曲線如圖4所示。從圖中實驗數(shù)據(jù)分析可以看出，響應曲線由上至下，依次為無阻尼等幅振蕩曲線，欠阻尼振蕩衰減曲線，臨界阻尼和過阻尼無超調(diào)單調(diào)上升曲線。當0《ζ《1 時，二階控制系統(tǒng)欠阻尼狀態(tài)ζ變化的階躍響應曲線如圖5所示。隨著ζ 的增大，系統(tǒng)單位階躍響應的超調(diào)量減少，但上升時間加長，曲線峰值較大，因此，綜合考慮超調(diào)量和上升時間兩個因素，應選擇ζ 接近最佳阻尼比0.707。

　　2.3 二階控制系統(tǒng)單位階躍響應與參數(shù)ωn的關(guān)系

　　設定ζ=0.1 不變，改變參數(shù)ωn 分別為10 rad/s 和20 rad/s的二階控制系統(tǒng)Simulink仿真結(jié)構(gòu)如圖6所示，輸入單位階躍信號，其仿真響應曲線如圖7所示。從圖中實驗數(shù)據(jù)分析可以看出，當ζ=0.1 時，隨著ωn 的增大，系統(tǒng)單位響應的振蕩周期變短，其調(diào)整時間也相應地縮短;當ζ≥1 時，系統(tǒng)變成臨界阻尼或欠阻尼系統(tǒng)，這時也有類似的結(jié)論，圖8所示為當ζ=1時，ωn分別為10 rad/s和20 rad/s的二階控制系統(tǒng)的階躍響應曲線。

　　3 結(jié)語

　　基于Matlab/Simulink 環(huán)境的仿真分析方法，通過Simulink工具箱所提供的基本模塊，不需任何硬件，在單位階躍信號作用，利用仿真實例很好地實現(xiàn)了對二階控制系統(tǒng)進行仿真研究，直接觀察和分析二階控制系統(tǒng)輸出性能的變化，驗證了二階控制系統(tǒng)相關(guān)理論的正確性，在二階控制系統(tǒng)實驗教學和科研上有很大實用價值，充分體現(xiàn)了Matlab/Simulink仿真直觀和方便的特點。