MATLAB仿真分析软件介绍实验.docVIP

实验 MATLAB仿真分析软件介绍 一．实验目的 1． 了解和熟悉matlab在自控原理的应用。 二．实验内容 1．熟悉和了解Matlab软件。 2．传递函数的Matlab实现3．用Matlab对典型环节（参见实验一）的阶跃响应进行仿真。 4．控制系统时域分析的matlab实现方法三．实验步骤 在pc机上，打开Matlab软件，自行认识和熟悉并能简单应用。 2. 传递函数模型 调用函数的格式为G＝tf(num,den), 其中：num=,den= 例：， MATLAB命令窗口中num=[1,5]; den=[1,2,3,4,5]; G=tf(num,den) 运行结果为: ransfer function: s + 5 ----------------------------- s^4 + 2 s^3 + 3 s^2 + 4 s + 5 3.了解和熟悉Matlab后，按照实验附录中各个典型环节的传递函数和参数，用Matlab中simulink建立模型后，点击运行按钮，进行仿真，观察其结果 以实验的积分环节为例进行说明，积分环节的传递函数为： ，于是，实验参数取R0＝100k，C＝1uF，R=10k。所以T=0.1，即传递函数为。打开MATlab软件，点击simulink按钮则打开一个名为simulink library browser窗口，选择File〉〉new〉〉model进行建立新的模型。在窗口左边栏里提供了建模所需要的。输入为阶跃信号，在sources中选择step信号源；在coutinuous中选择积分传函，并设置参数；输出选择用sinks中的模拟示波器scope。连接模型，数学模型如图13所示。运行并双击示波器节点观察输出结果。 图13 积分环节的simulink仿真数学模型 4. 控制系统时域分析 例1 系统闭环特征方程为,试确定特征方程根在S平面的位置,并分别判断闭环稳定性。 MATLAB语句为: d=[1 20 9 100]; r=roots(d) 解为： r = -19.8005 -0.0997 + 2.2451i -0.0997 - 2.2451i例2 已知某单位反馈系统的开环传递函数为,求该系统的单位阶跃响应。 MATLAB语句为: numg=[1 1]; deng=[1 5 0]; numh=[1]; denh=[1]; [num,den]=feedback(numg,deng,numh,denh); figure; step(num,den) grid on 图14 单位阶跃响应图 例3 已知二阶系统的传递函数为： ，，求时的阶跃响应。 wn=5; w2=wn*wn; num=[w2]; figure; for =0.5:0.5:2 den=[1 2*zeta*wn w2]; step(num,den); hold on end grid on 图15不同阻尼比的阶跃响应 1