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《MATLAB语言与科学计算》 实验报告 姓名： 高士龙刘华庆 学号： 1245533108 班级： 12电气1班 专业： 电气工程及其自动化 学院： 电气与信息工程学院 2014年6月  目 录 实验一、控制系统的数学建模实验 实验二、控制系统的时域分析实验 实验三、控制系统的频域分析实验 实验四、控制系统的PID控制器实验实验一 控制系统的数学建模实验 一、实验目的 1.学习在MATLAB命令窗口建立系统模型的方法； 2.学习如何在三种模型之间相互转换； 3.学习如何用SIMULINK仿真工具建模。 二、实验设备 PC机一台，MATLAB仿真软件。 三、实验内容及要求 【1】给定控制系统的传递函数为 。 要求：（1）在MATLAB中建立该系统的传递函数模型； （2）在MATLAB中建立该系统的零极点增益模型； （3）在MATLAB中建立该系统的状态变量模型。 【2】在SIMULINK中建立如下图所示的结构图： 要求：（1）设置SIMULINK仿真参数，观察示波器的波形。 （2）换用其它输入信号，观察示波器的波形。 （3）用命令方式求出上图的闭环传递函数。 四、实验步骤 1：(1) num=[3]; den=[1 3 5 7]; G=tf(num,den) Transfer function: 3 --------------------- s^3 + 3 s^2 + 5 s + 7 (2) [z,p,k]=zpkdata(G,v) z = Empty matrix: 0-by-1 p =-2.1795 -0.4102 + 1.7445i -0.4102 - 1.7445i k = 3 Gzpk=zpk(z,p,k) Zero/pole/gain: 3 --------------------------------- (s+2.18) (s^2 + 0.8205s + 3.212) (3) Gss=ss(G) a = x1 x2 x3 x1 -3 -1.25 -1.75 x2 4 0 0 x3 0 1 0 b = u1 x1 1 x2 0 x3 0 c = x1 x2 x3 y1 0 0 0.75 d = u1 y1 0 Continuous-time model. 2：(1) 图1-1输入为阶跃信号时示波器的波形 (2) 图1-2输入为其他信号时示波器的波形 (3) G1=tf([1],[1 0]) Transfer function: 1 - s G2=tf([3],[1 1 4]) Transfer function: 3 ----------- s^2 + s + 4 G3=G1*G2 Transfer function: 3 --------------- s^3 + s^2 + 4 s G4=feedback(G3,1) Transfer function: 3 ------------------- s^3 + s^2 + 4 s + 3 实验二 控制系统的时域分析实验 一、实验目的 1．学习控制系统时域分析的MATLAB实现。 2．掌握控制系统的时域响应及性能指标。 3．掌握控制系统的时域稳定判据。 二、实验设备 PC机一台，MATLAB仿真软件。 实验内容及要求 【1】已知一阶系统传递函数为 要求：（1）编程绘制T为1、5、10时的脉冲响应曲线； （2）将三个图形绘制在同一个坐标下，并进行标题设置，坐标设置， 添加坐标标目，设置图例标注。 （3）编程实现分别绘制将T=1，5，10时的三个图形。 【2】已知某控制系统的闭环传递函数为 。 要求：（1）编程绘制系统的单位斜坡响应曲线； （2）编程绘制系统的单位阶跃响应曲线； （3）编程绘制系统的单位脉冲