机电控制工程基础实验指导书.doc

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汽车与交通学院

《机电控制工程基础S》

实验指导书

适用专业:************

课程代码:***********

学时:**学分:***

编写单位:********系

编写人:*****************

审核人:*****

审批人:********

*********年********月

目录

TOC\o1-1\h\z\uHYPERLINK\l_To实验一Matlab软件基础操作及M语言基础 PAGEREF_To\h3

HYPERLINK\l_To实验二Simulink模块基础操作及建模基础 PAGEREF_To\h12

HYPERLINK\l_To实验三一阶系统的时域响应分析 PAGEREF_To\h18

HYPERLINK\l_To实验四二阶系统的时域响应分析 PAGEREF_To\h22

HYPERLINK\l_To实验五控制系统的稳定性分析 PAGEREF_To\h26

HYPERLINK\l_To实验六控制系统的校正分析 PAGEREF_To\h30

HYPERLINK\l_To附录一MATLAB6.5控制系统工具箱函数和结构化的控制语句 PAGEREF_To\h36

HYPERLINK\l_To主要参考文献 PAGEREF_To\h45

实验一Matlab软件基础操作及M语言基础

一.实验目的

1)掌握MATLAB仿真软件的安装及启动，熟悉MATLAB工作环境平台。

2)掌握MATLAB命令窗口，包括工具条以及菜单选项的使用；MATLAB语言的基本规定，包括数值的表示、变量命名规定、基本运算符、预定义变量以及表达式等。

3)掌握MATLAB图形绘制功能、M文件程序设计和线性控制系统传递函数模型的建立等。

二.实验仪器

PC计算机一台，MATLAB软件1套

三.实验原理

MATLAB作为一种高级语言，它不仅可以以一种人机交互式的命令行的方式工作，还可以像BASIC、FORTRAN、C等其他高级计算机语言一样进行控制流的程序设计（MATLAB语言的流程控制语句主要有for、while、if-else-end及switch-case等4种语句，这4种流程控制语句功能介绍见附录一）。MATLAB控制流，即编制一种以*.m为扩展名的MATLAB程序（简称M文件）。由于商用的MATLAB软件是用C语言编写而成。因此，M文件的语法与C语言十分相似。对广大参加建模竞赛且学过C语言的同学来说，M文件的编写是相当容易的。

建立和运行M文件程序的过程如下：

打开M文件编辑窗口：在图1中选择File→New→M－file菜单项实现

在M文件编辑窗口键入M文件的各行：如在编辑窗口键入下面5行

t=0:pi/50:4*pi;

y0=exp(-t/3);

y=exp(-t/3).*sin(3*t);

plot(t,y,’-r’,t,y0,’--b’,t,-y0,’--b’);

grid

保存文件：在图2中选择File→Save菜单项，保存文件。例如可键入exp1,上述命令行就保存为exp1.m。

调试运行M文件程序：可在图中选择Debug→Run菜单项，全速运行M文件程序。也可用鼠标点击行号后短横线，给程序设置断点，选择Debug→Step，单步运行M文件程序，并根据工作空间管理窗口（Workspace）结果了解每条指令的功能。

按上面的过程来建立M文件程序，并用Run和Step两种方式来调试运行M文件程序。

图1-1建立和运行M文件程序的过程

四．实验内容

4.1基本的运算操作

（a）任何矩阵（向量），可以直接按行方式输入每个元素：同一行中的元素用半角逗号（，）或者用空格符来分隔；行与行之间用分号（；）分隔。所有元素处于一方括号（[]）内；

例1：

Time=[111212345678910]

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