《控制工程基础》实验指导书(新)9.docVIP

《控制工程基础》 MATLAB仿真实验报告 姓名：____________学号：________ 湖北民族学院理学院 2011年8月 目录 实验一 控制系统应用软件学习使用及典型控制系统建模分析 1 实验二 一、二阶系统时域特性分析 6 实验三 控制系统频域特性分析 8 实验四 控制系统稳定性仿真 11 实验一 控制系统应用软件学习使用及典型控制系统建模分析 实验目的 掌握MATLAB软件使用的基本方法； 熟悉MATLAB的数据表示、基本运算和程序控制语句； 熟悉MATLAB程序设计的基本方法。 学习用MATLAB创建控制系统模型。 实验原理 实验仪器和用具 实验方法与步骤 掌握MATLAB软件使用的基本方法； 用MATLAB产生下列系统的传递函数模型： num=[0 1 3 2 1 1]; den=[1 4 3 2 3 2]; sys=tf(num,den) ss=zpk(sys) Transfer function: s^4 + 3 s^3 + 2 s^2 + s + 1 ------------------------------------- s^5 + 4 s^4 + 3 s^3 + 2 s^2 + 3 s + 2 Zero/pole/gain: (s+2.206) (s+1) (s^2 - 0.2056s + 0.4534) ------------------------------------------------------------ (s+3.181) (s^2 + 1.576s + 0.7532) (s^2 - 0.7572s + 0.8347) 系统结构图如下所示，求有理多项式模型和零极点增益模型 z=[0 0]; p=[0 -2]; k=[10]; sys1=zpk(z,p,k); num=[0 0 5 7]; den=[1 4 2 5]; sys2=tf(num,den); sys=series(sys1,sys2) ss=tf(sys) Zero/pole/gain: 50 s^2 (s+1.4) ------------------------------------------ s (s+3.819) (s+2) (s^2 + 0.1809s + 1.309) Transfer function: 50 s^3 + 70 s^2 ----------------------------------- s^5 + 6 s^4 + 10 s^3 + 9 s^2 + 10 s 系统结构图如下所示，求有理多项式模型和零极点增益模型 系统结构图如下所示，求求有理多项式模型和零极点增益模型 num1=[0 0 10]; den1=[1 2 0]; sys1=tf(num1,den1); num2=[0 0 5 7]; den2=[1 4 2 5]; sys2=tf(num2,den2); sys=parallel(sys1,sys2) ss=tf(sys) Transfer function: 15 s^3 + 57 s^2 + 34 s + 50 ----------------------------------- s^5 + 6 s^4 + 10 s^3 + 9 s^2 + 10 s Transfer function: 15 s^3 + 57 s^2 + 34 s + 50 ----------------------------------- s^5 + 6 s^4 + 10 s^3 + 9 s^2 + 10 s 6、有理多项式模型和零极点增益模型的相互转换(3,4,5) 7、在Siumlink环境下实现如下系统的传递函数的求取。各环节传递函数自定。 8，简要写出实验心得和问题或建议 实验分析及结论 记录程序 记录与显示给定系统数学模型 完成上述各题 注意事项 掌握MATLAB软件使用的基本方法；用Matlab产生系统的传递函数模型 思考题 怎样使用MATLAB软件？ 怎样用MATLAB产生系统的传递函数模型？ 实验二 一、二阶系统时域特性分析 实验目的 利用MATLAB对一、二阶系统进行时域分析。 掌握一阶系统的时域特性，理解时间常数T对系统性能的影响。 掌握二阶系统的时域特性，理解二阶系统的两个重要参数ξ和ωn 对系统动态特性的影响。 实验原理 有兴趣的读者可以用本节介绍的游动鼠标法求取此二阶系统的各项性能指标。 实验仪器和用具 实验方法与步骤 一阶系统 T分别为0.2、0.5、1、5时单位阶跃响应曲线 num=[0 1]; den1=[0.2