实验6-simulink软件应用.docVIP

实验六 控制系统的Simulink仿真实训 一实训目的: 学会运用Simulink进行系统仿真； 了解子系统的创建方法及简单应用； 运用Simulink实现混沌控制系统的仿真； 运用Simulink实现伺服跟踪系统等系统的仿真； 二实训内容： 按照图8-39所示建立系统的结构图文件。 图8-39 K=50,纪录图示三处的波形，分析系统的稳态性并给出稳态误差。 仿真文件：sx8620101.mdl 系统稳定，稳态误差为0； K=200,纪录图示三处的波形，根据曲线分析系统的稳定性。 仿真文件：sx8620102.mdl 由输出曲线可以看出闭环系统不稳定； 编写程序求取K=200时的闭环传递函数，求出系统的闭环极点（特征根），说明系统的稳定性，分析与（2）得出的结论是否一致。 %实训8620103.m n1=3; d1=[1,2]; [n2,d2]=cloop(n1,d1); sysa=tf(n2,d2); sysb=tf([200],[1,0])*tf([1],[1,5]); sysc=sysa*sysb/(1+sysa*sysb); [nc,dc]=tfdata(sysc,v); roots(dc) ans = 0 -12.0549 1.0275 + 6.9797i 1.0275 - 6.9797i -5.0000 + 0.0000i -5.0000 - 0.0000i 有两个特征根在右半平面，闭环系统不稳定；与（2）得出的稳定性结论一致。 子系统创建实验 （1）建立如下系统。 （2）选定范围,创建子系统并定义变量a。 图8-40 (3)利用创建的子系统,分别记录时所示系统的输出波形。 a=2 a=4 a=6 a=8 a=10 4.已知某单位负反馈系统的开环传递函数为,求取系统的单位阶跃响应,分析系统的稳定性。加入PID控制器，进行仿真实验，选取合适的PID参数。分析控制效果。 （1）利用Simulink仿真绘制系统的单位阶跃响应曲线（0-50秒），依据曲线判断系统的稳定性。 （2）在偏差信号后串联PID控制器，设置PID控制器的比例系数、积分系数、微分系数，分别绘制系统的单位阶跃响应曲线并进行简要分析。 解：（1）建立sx8620401.mdl如下 仿真结果如下： （2）建立sx8620402.mdl如下 对PID模块进行封装后得到 运行结果： 结论：选取适当的PID参数可以使系统稳定性变好；PID参数的选取对于系统的稳定性产生重要的影响。 6. 大部分现代列车和调度机车都采用电力牵引电机，已知某电力牵引电机控制系统（单位负反馈系统）的开环传递函数为 利用Simulink求取系统的单位阶跃响应曲线。 绘制开环系统的伯德图，要求在图上显示幅值裕度和相角裕度。 n=2700; d=[1,1.25,0]; margin(n,d) 在命令窗口编程绘制系统的单位脉冲响应，时间范围； n=2700; d=[1,1.25,0]; [nc,dc]=cloop(n,d); sys=tf(nc,dc) Transfer function: 2700 -------------------------- s^2 + 1.25 s + 2700 impulse(sys) impulse(sys,0:0.01:5) 三、实验要求 预习实验内容，按实验要求编写好实验程序，调试程序，记录相关实验数据和曲线，并撰写实验报告。 实验6 10