控制系统数学模型的建立自动控制实验报告.docx

实验名称

实验一控制系统数学模型的建立

实验时间

2014.5.5第12周

实验成绩

实验目的

1、认识matlab界面，熟悉matlab实验环境。

2、掌握matlab建立控制系统数学模型的命令集模型相互转换的方法。

3、掌握使用matlab命令化简模型基本连接的方法。

源程序和实验结果：

1.仿照实例实现以下传递函数的有理分式表示

程序：

num=6*[1.5];

den=conv(conv(conv([1,3,1],[1,3,1]),[1,6]),[1,6,5,3]);

G=tf(num,den)

输出结果：

Transferfunction:

6s+30

s^8+18s^7+124s^6+417s^5+740s^4+729s^3+437s^2+141s+18

2.仿照实例实现以下传递函数的零极点表示

程序：

z=[-3];

p=[-2,-4,-5];

k=[7];

sys=zpk(z,p,k)

输出结果：

Zero/pole/gain

7(s+3)

-

(s+2)(s+4)(s+5)

3.已知两环节传递函数G1(S)和G2(S)及反馈环节系数-1,求G1(S)和G2(S)两者串联和

并联后的传递函数。并显示单位负反馈时的闭环传递函数。

串联程序：

num1=[1,1];den1=[1,2];

num2=[1];den2=[500,0,0];

[num,den]=series(num1,den1,num2,den2);

G=tf(num,den)

输出结果：

Transferfunction:

s+1

500s^3+1000s^2

并联程序：

numl=[1,1];den1=[1,2];

num2=[1];den2=[500,0,0];

[nump,denp]=parallel(num1,den1,num2,den2)

G=tf(nump,denp)

输出结果：

nump=

50050012

denp=

500100000

Transferfunction:

500s^3+500s^2+s+2

-------

500s^3+1000s^2

单位负反馈时的闭环传递函数程序：

num1=[1,1];den1=[1,2];

num2=[1];den2=[500,0,0];

[numf,denf]=feedback(num1,den1,num2,den2,-1)

G=tf(nump,denp)

输出结果：

numf=

500

denf=

50000

1

1

500

1000

Transferfunction:

500s^3+500s^2+s+2

500s^3+1000s^2

4.创建一个4阶系统的微分方程为：

y4+10y+30

求：(1)传递函数多项式

(2)创建G(S)为ZPK对象

(1)程序：

numG=[43632]

denG=[110304024]

G=tf(numG,denG)

输出结果：

Transferfunction:

4s^2+36s+32

+40y+24=4+36+32

s^4+10s^3+30s^2+40s+24

(2)程序：

numG=[43632]

denG=[110304024]

G=tf(numG,denG)

GG=zpk(G)

[z,p,k]=zpkdata(G,v)

[z,p,k]=zpkdata(GG,v)

输出结果：

numG=

43632

denG=

110304024

Transferfunction:

4s^2+36s+32

s^4+10s^3+30s^2+40s+24

Zero/pole/gain:

4(s+8)(s+1)

(s+6)(s+2)(s^2+2s+2)

Z=

-8

-1

p=

-6.0000

-2.0000

-1.0000+1.0000i

-1.0000-1.0000i

k=

4

Z=

-8

-1

P=

-6.0000

-2.0000

-1.0000+1.0000i

-1.0000-1.0000i

k=

4

小结和心得：

通过这次自动控制实验，我在原本认识matlab界面和熟悉matlab实验环境的基础上，掌握了matlab建立控制系统数学模型的命令集模型相互转换的方法，并且了解了使用matlab命令来化简模型基本连接。这是我们第一次用matlab实现控制系统数学模型的建立，刚接触时不是很熟练，但是对照实验指导多做几道练习题后就逐渐熟练了，

这次实验让我通过自己动手实践，编写程序语言运