MATLA~BSimulink与-控制系统仿真的实验报告.doc

-_ MATLAB/Simulink与控制系统仿真实验报告 姓名： 喻彬彬 学号： K031541725 实验1、MATLAB/Simulink仿真基础及控制系统模型的建立 一、实验目的 1、掌握MATLAB/Simulink仿真的基本知识； 2、熟练应用MATLAB软件建立控制系统模型。 二、实验设备 电脑一台；MATLAB仿真软件一个 三、实验内容 1、熟悉MATLAB/Smulink仿真软件。 2、一个单位负反馈二阶系统，其开环传递函数为。用Simulink建立该控制系统模型，用示波器观察模型的阶跃响应曲线，并将阶跃响应曲线导入到MATLAB的工作空间中，在命令窗口绘制该模型的阶跃响应曲线。 3、某控制系统的传递函数为，其中。用Simulink建立该控制系统模型，用示波器观察模型的阶跃响应曲线，并将阶跃响应曲线导入到MATLAB的工作空间中，在命令窗口绘制该模型的阶跃响应曲线。 4、一闭环系统结构如图所示，其中系统前向通道的传递函数为，而且前向通道有一个[-0.2，0.5]的限幅环节，图中用N表示，反馈通道的增益为1.5，系统为负反馈，阶跃输入经1.5倍的增益作用到系统。用Simulink建立该控制系统模型，用示波器观察模型的阶跃响应曲线，并将阶跃响应曲线导入到MATLAB的工作空间中，在命令窗口绘制该模型的阶跃响应曲线。 四、实验报告要求 实验报告撰写应包括实验名称、实验内容、实验要求、实验步骤、实验结果及分析和实验体会。 五、实验思考题 总结仿真模型构建及调试过程中的心得体会。 题1、 利用Simulink的Library窗口中的【File】→【New】，打开一个新的模型窗口。 分别从信号源库（Sourse）、输出方式库（Sink）、数学运算库（Math）、连续系统库（Continuous）中，用鼠标把阶跃信号发生器（Step）、示波器（Scope）、传递函数（Transfern Fcn）和相加器（Sum）4个标准功能模块选中，并将其拖至模型窗口。 按要求先将前向通道连好，然后把相加器（Sum）的另一个端口与传递函数和示波器的线段连好，形成闭环反馈。 双击传递函数。打开其“模块参数设置”对话框，并将其中的numerator设置为“[10]”，denominator设置为“[1 3 0]”，将相加器设置为“+-”。 绘制成功后，如图1所示。 对模型进行仿真，运行后双击示波器，得到系统的阶跃响应曲线如图2 所示。 图1 图2 题2： 分别将Simulink Library Browser 中的以下模块依次拖到untitled窗口中，连接后便得到整个控制系统的模型，如图3所示。 图3 对模型进行仿真，运行后双击示波器，得到系统的阶跃响应曲线如图4所示。 图4 题3： （1）在MATLAB中的Simulink Library Browser 窗口下找到符合要求的模块，搭建模型，如图5所示。 图5 （2）修改各模块参数，运行仿真，单击“start”,点击示波器，得到如下结果，图6 图6 实验2 MATLAB/Simulink在控制系统建模中的应用 一、实验目的 1、掌握MATLAB/Simulink在控制系统建模中的应用； 二、实验设备 电脑一台；MATLAB仿真软件一个 三、实验内容 1、给定RLC网络如图所示。其中，为输入变量，为输出变量。求解这个系统的传递函数模型，零极点增益模型以及状态空间模型（假设，，，）。 2、已知某双环调速的电流环系统的结构图如图所示。试采用Simulink动态结构图求其线性模型。 题1： 步骤1 从数学上求出系统传递函数。 根据电路基本定理，列出该电路的微分方程，如下： 同时还有 整理以上方程，并在零初始条件下，取拉普拉斯变换，可得： 代入具体数值可得 步骤2 使用MATLAB程序代码如下。 clear all; num=[0,1];den=[1 2 2]; sys_tf=tf(num,den) [z,p,k]=tf2zp(num,den) sys_zpk=zpk(z,p,k) [A,B,C,D]=zp2ss(z,p,k); sys_ss=ss(A,B,C,D) step(sys_tf); [A,B,C,D]=linmod(Samples_4_12) [num,den]