1、實(shí)驗(yàn)一 MATLAB軟件基本操作1、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、熟悉MATLAB人機(jī)界面和基本內(nèi)容。2、熟悉MATLAB基本操作方法。二、實(shí)驗(yàn)器材：PC 機(jī)一臺三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 1、了解 MATLAB 語言的基本功能和特點(diǎn)。2、了解 MATLAB 的基本界面。3、了解 MATLAB 的路徑搜索。4、掌握 MATLAB 的基本使用方法。matlab的主要功能：數(shù)學(xué)計(jì)算、開發(fā)工具、數(shù)據(jù)的可視化、交互式編輯創(chuàng)建圖形、集成的算法開發(fā)編程語言和環(huán)境、圖形用戶界面開發(fā)環(huán)境、開放性、可擴(kuò)展性強(qiáng)、專業(yè)應(yīng)用工具箱。進(jìn)入matlab后，我們可以看到matlab上方的工具欄，位于左邊的工作區(qū)，位于右邊的命令行窗口。工具欄由主頁、

2、繪圖、應(yīng)用程序三部分構(gòu)成。大多數(shù)的操作如新建、保存文件可在工具欄主頁部分進(jìn)行，如打開simulink庫 當(dāng)然我們最經(jīng)常使用的是命令行窗口，將代碼寫進(jìn)命令行窗口，就可以用做各種任務(wù)，對它們進(jìn)行計(jì)算，模擬。在命令行窗口寫入的指令時(shí)，要仔細(xì)編寫，不然錯(cuò)了不容易修改，可以新建一個(gè)腳本，在彈出的編輯器里編寫，這樣就可以隨時(shí)修改。4、 實(shí)驗(yàn)心得與體會這次實(shí)驗(yàn)的主要任務(wù)是熟悉MATLAB的界面和基本功能以及基本的操作方法。第一次使用matlab軟件，感覺它的功能很豐富，是一款不錯(cuò)的應(yīng)用工具，在以后的學(xué)習(xí)工作中還有很多地方需要用上它，而現(xiàn)在我們所了解的知識可能只有他的九牛一毛吧，所以要想真正掌握它，我們應(yīng)該多

3、利用課余時(shí)間學(xué)習(xí)。實(shí)驗(yàn)二 MATLAB控制系統(tǒng)工具箱和符號運(yùn)算工具箱的使用1、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、熟悉MATLAB的符號運(yùn)算工具箱的使用；2、初步了解MATLAB控制系統(tǒng)工具箱，能用MATLAB解決一些簡單的控制系統(tǒng)的問題。如用MATLAB建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué) 、模型、求系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)等。二、實(shí)驗(yàn)器材PC 機(jī)一臺三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、已知求其相互串聯(lián)、并聯(lián)及反饋連接后的傳遞函數(shù),并求其零極點(diǎn)增益模型及狀態(tài)空間模型。 解：num1=5 4den1=1 15 6num2=1 3den2=1 2 5num,den=series(num1,den1,num2,den2)Chuanlian=tf(num,den)

4、z,p,k=tf2zp(num,den)A,B,C,D=tf2ss(num,den)num,den=parallel(num1,den1,num2,den2)binglian=tf(num,den)z,p,k=tf2zp(num,den)A,B,C,D=tf2ss(num,den)num,den=feedback(num1,den1,num2,den2，-1)fankuilianjie=tf(num,den)z,p,k=tf2zp(num,den)A,B,C,D=tf2ss(num,den)任務(wù)一結(jié)果：串聯(lián)：G = 5 s2 + 19 s + 12 - s4 + 17 s3 + 41 s2 +

5、 87 s + 30并聯(lián)：B = 6 s3 + 32 s2 + 84 s + 38 - s4 + 17 s3 + 41 s2 + 87 s + 30反饋：A = 5 s3 + 14 s2 + 33 s + 20- s4 + 17 s3 + 46 s2 + 106 s + 42零極點(diǎn)模型：GG = 5 (s+3) (s+0.8) - (s+14.59) (s+0.4113) (s2 + 2s + 5)零極點(diǎn)模型：BB = 6 (s+0.5589) (s2 + 4.774s + 11.33) - (s+14.59) (s+0.4113) (s2 + 2s + 5)零極點(diǎn)模型：AA = 5 (s+0

6、.8) (s2 + 2s + 5) - (s+14.28) (s+0.4785) (s2 + 2.237s + 6.144)狀態(tài)空間方程：cuanlian = A = x1 x2 x3 x4 x1 -17 -41 -87 -30 x2 1 0 0 0 x3 0 1 0 0 x4 0 0 1 0 B = u1 x1 1 x2 0 x3 0 x4 0 C = x1 x2 x3 x4 y1 0 5 19 12 D = u1 y1 0狀態(tài)空間方程：binglian = A = x1 x2 x3 x4 x1 -17 -41 -87 -30 x2 1 0 0 0 x3 0 1 0 0 x4 0 0 1 0

7、 B = u1 x1 1 x2 0 x3 0 x4 0 C = x1 x2 x3 x4 y1 6 32 84 38 D = u1 y1 0狀態(tài)空間方程：fufankui = A = x1 x2 x3 x4 x1 -17 -46 -106 -42 x2 1 0 0 0 x3 0 1 0 0 x4 0 0 1 0 B = u1 x1 1 x2 0 x3 0 x4 0 C = x1 x2 x3 x4 y1 5 14 33 20 D = u1 y1 02.解；num1=2 5 1den1=1 2 3num2=5 10den2=1 10num,den=feedback(num1,den1,num2,de

8、n2，-1)fankuilianjie=tf(num,den)z,p,k=tf2zp(num,den)A,B,C,D=tf2ss(num,den)uy+-3.解：n1=0.5,1;d1=0.1,1;n2=10;d2=1,2,0;n0,d0=series(n1,d1,n2,d2);n3=1;d3=1;nc,dc=feedback(n0,d0,n3,d3)printsys(nc,dc)num/den = 5 s + 10 - 0.1 s3 + 1.2 s2 + 7 s + 104.已知系統(tǒng)傳遞函數(shù)為:,求該系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)、單位階躍響應(yīng)、單位速度響應(yīng)、單位加速度響應(yīng)。 解：num=2 20 50

9、den=1 15 84 223 309 240 100G=tf(num,den)num1=2 20 50den1=1 15 84 223 309 240 100 0G1=tf(num1,den1)t=0:0.1:200y,T=impulse(G,t)ya,T=step(G,t)yb,T=step(G1,t)i=0:1:2000u=t.2/2yc=lsim(G,u,i)plot(T,y,'-')xlabel('t/s'),ylabel('x(t)'),title('單位脈沖響應(yīng)')grid onplot(T,ya,'-.&#

10、39;)xlabel('t/s'),ylabel('x(t)'),title('單位階躍響應(yīng)')grid onplot(T,yb,'-')xlabel('t/s'),ylabel('x(t)'),title('單位速度響應(yīng)')grid onplot(t,yc, '-')legend('u(t) ', 'xo(t) ', 'e(t) ')xlabel('t/s'),ylabel('x(t)'

11、),title('單位加速度響應(yīng)')grid on題4結(jié)果：（2）典型的二階系統(tǒng)傳遞函數(shù)為： 當(dāng)取2、4、6、8、10、12的單位階躍響應(yīng)。程序如下：t=0:0.001:5;num = 36;tao=2; num = tao2; den = 1 1.4*tao tao2; G1=tf(num,den);tao=4; num = tao2; den = 1 1.4*tao tao2; G2=tf(num,den);tao=6; num = tao2; den = 1 1.4*tao tao2; G3=tf(num,den);G4=tf(num,den);tao=10; num =

12、 tao2; den = 1 1.4*tao tao2; G5=tf(num,den);tao=12; num = tao2; den = 1 1.4*tao tao2; G6=tf(num,den);y1,T=step(G1,t);y2,T=step(G2,t);y3,T=step(G3,t);y4,T=step(G4,t);y5,T=step(G5,t);y6,T=step(G6,t);plot(T,y1,'r-',T,y2,'g-',T,y3,'y-',T,y4,'r.',T,y5,'g.',T,y6,

13、9;y.');legend('tao=2','tao=4','tao=6','tao=8','tao=10','tao=12');xlabel('t(sec)'),ylabel('x(t)'); grid on;yss=1; dta=0.02;r=1; while y1(r)<yss; r=r+1; endtr1=(r-1)*0.001; ymax,tp=max(y1);tp1=(tp-1)*0.001; mp1=(ymax-yss)/yss;s=100

14、1; while y1(s)>1-dta&y1(s)<1+dta; s=s-1; endts1=(s-1)*0.001;r=1; while y2(r)<yss; r=r+1; endtr2=(r-1)*0.001; ymax,tp=max(y2);tp2=(tp-1)*0.001; mp2=(ymax-yss)/yss;s=1001; while y2(s)>1-dta&y1(s)<1+dta; s=s-1; endts2=(s-1)*0.001;r=1; while y3(r)<yss; r=r+1; endtr3=(r-1)*0.001

15、; ymax,tp=max(y3);tp3=(tp-1)*0.001; mp3=(ymax-yss)/yss;s=1001; while y3(s)>1-dta&y1(s)<1+dta; s=s-1; endts3=(s-1)*0.001;r=1; while y4(r)<yss; r=r+1; endtr4=(r-1)*0.001; ymax,tp=max(y4);tp4=(tp-1)*0.001; mp4=(ymax-yss)/yss;s=1001; while y4(s)>1-dta&y1(s)<1+dta; s=s-1; endts4=(s

16、-1)*0.001;r=1; while y5(r)<yss; r=r+1; endtr5=(r-1)*0.001; ymax,tp=max(y5);tp5=(tp-1)*0.001; mp5=(ymax-yss)/yss;s=1001; while y5(s)>1-dta&y1(s)<1+dta; s=s-1; endts5=(s-1)*0.001;r=1; while y6(r)<yss; r=r+1; endtr6=(r-1)*0.001; ymax,tp=max(y6);tp6=(tp-1)*0.001; mp6=(ymax-yss)/yss;s=100

17、1; while y6(s)>1-dta&y1(s)<1+dta; s=s-1; endts6=(s-1)*0.001;tr1 tp1 mp1 ts1;tr2 tp2 mp2 ts2; tr3 tp3 mp3 ts3;tr4 tp4 mp4 ts4; tr5 tp5 mp5 ts5; tr6 tp6 mp6 ts6; 實(shí)驗(yàn)圖像：運(yùn)行結(jié)果如下：ans =1.6430 2.2000 0.0460 1.0000 0.8220 1.1000 0.0460 0.7770 0.5480 0.7330 0.0460 0.5180 0.4110 0.5500 0.0460 0.3880 0

18、.3290 0.4400 0.0460 0.31000.2740 0.3670 0.0460 0.2590四、實(shí)驗(yàn)心得與體會這次實(shí)驗(yàn)是第二次實(shí)驗(yàn)，也是我們第一次親手操作。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比較多，但我們需要注意的是仔細(xì)寫入代碼，注意檢查格式是否正確。程序代碼還是要去加以理解，才真正掌握編寫程序的方法。第一次用matlab繪制出傳遞函數(shù)圖的時(shí)候，還是感覺挺神奇的，然而這個(gè)軟件的功能還有很多需要我們?nèi)W(xué)習(xí)。實(shí)驗(yàn)三 MATLAB串聯(lián)校正控制器設(shè)計(jì)1、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、熟練掌握用MATLAB語句繪制頻域曲線；2、掌握控制系統(tǒng)頻域范圍內(nèi)的分析校正方法；3、掌握用頻率特性法進(jìn)行串聯(lián)校正設(shè)計(jì)的思路和步驟。二、實(shí)驗(yàn)器材:

19、 PC機(jī)一臺3、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：任務(wù)一：單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為,是確定串聯(lián)校正裝置的特性，使系統(tǒng)滿足在斜坡函數(shù)作用下系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差小于0.1，相角裕度r大于等于 。4、 實(shí)驗(yàn)程序及結(jié)果：k=11numg=1;deng=1 1 0num,den=series(k,1,numg,deng)w=logspace(-1,2,200)mag,phase,w=bode(tf(num,den),w)Gm,Pm,Wcg,Wcp=margin(mag,phase,w)Phi=(45-Pm+10)*pi/180alpha=(1-sin(Phi)/(1+sin(Phi)M=10*log10(alpha)*ones

20、(length(w),1)semilogx(w,20*log10(mag(:),w,M);grid on;hold on;k=11T=1/(4.19*sqrt(alpha)numh=1;denh=1 1 0numhc=T 1;denhc=alpha*T 1nums,dens=series(numhc,denhc,numh,denh)num1,den1=series(k,1,nums,dens)w=logspace(-1,2,200)mag,phase,w=bode(tf(num1,den1),w)Gm,Pm,Wcg,Wcp=margin(mag,phase,w)bode(tf(num,den)

21、,w)grid on;hold on;title('相位裕度=',num2str(Pm); 實(shí)驗(yàn)圖形： 5、 實(shí)驗(yàn)心得與體會這次實(shí)驗(yàn)是我們第三次實(shí)驗(yàn)，這次實(shí)驗(yàn)總的來說雖然沒有上次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多，但難度要大一點(diǎn)，由幾處地方，我都沒弄清楚，問了老師和同學(xué)才知道了，主要是對軟件不能熟練掌握。當(dāng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果出來以后，就會發(fā)現(xiàn)原來用matlab給傳遞函數(shù)校正是一件很容易的事情，如果你自己用手繪制的話，你的工作量將會增加不少。實(shí)驗(yàn)四 Simulink仿真環(huán)境基本應(yīng)用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、初步了解simulink的作用、原理；2、能用simulink軟件包對動態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行簡單地建模、仿真和分析；3、能用simulink進(jìn)行PID控制器的調(diào)試。二、實(shí)驗(yàn)器材：PC 機(jī)一臺3、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、畫出所給題目的SIMULINK仿真模型。2