控制系统设计与仿验指导书.doc

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1、控制系统设计与仿验指导书　　一、实验目的1?掌握Matlab软件使用的基本方法?2?熟悉Matlab的数据表示、基本运算和程序控制语句3?熟悉Matlab绘图命令及基本绘图控制4?熟悉Matlab程序设计的基本方法　　二、实验内容1?帮助命令使用help命令?查找sqrt?开方?、plot?绘图?函数的使用方法?2?矩阵运算?1?矩阵的乘法已知A=[12;34];B=[55;78];求A^2*B?2?矩阵除法已知A=[123;456;789];B=[100;020;003];AB,A/B?3?矩阵的转置及共轭转置已

2、知A=[5+i,2-i,1;6*i,4,9-i];求A.',A'?4?使用冒号选出指定元素已知?A=[123;456;789];求A中第3列前2个元素?A中所有列第2?3行的元素??5?方括号[]用magic函数生成一个4阶魔术矩阵?删除该矩阵的第四列3?多项式?1?求多项式3()24pxxx???的根?2?已知A=[1.2350.9;51.756;3901;1234]?求矩阵A的特征多项式;求特征多项式中数为20时的值?把矩阵A作为数代入到多项式中?4?基本绘图命令?1?绘制余弦曲线y=cos(t)?t∈[0?2π

3、]?2?在同一坐标系中绘制余弦曲线y=cos(t-0.25)和正弦曲线y=sin(t-0.5)?t∈[0?2π]25?基本绘图控制绘制[0?4π]区间上的x1=10sint曲线?并要求??1?线形为点划线、颜色为红色、数据点标记为加号??2?坐标轴控制?显示范围、刻度线、比例、网络线?3?标注控制?坐标轴名称、标题、相应文本?6?基本程序设计?1?编写命令文件?计算1+2+?+n<2000时的最大n值??2?编写函数文件?分别用for和while循环结构编写程序?求2的0到n次幂的和。　　?3?如果想对一个变量x自动

4、赋值。　　当从键盘输入y或Y时?表示是??x自动赋为1?当从键盘输入n或N时?表示否??x自动赋为0?输入其他字符时终止程序。　　三、预习要求利用所学知识?编写实验内容中2到6的相应程序?并写在预习报告上。　　3实验二MATLAB控制系统工具箱SISO运用　　一、实验目的1?熟悉MATLAB的仿真及应用环境。　　2?在MATLAB的环境下研究一阶、二阶系统的运动规律。　　二、实验内容1?预备知识MATLAB中?TF指令的使用格式?SYS=TF(NUM,DEN)SYS=TF(NUM,DEN,TS)其中?NUM为分子DE

5、N为分母?如果加入TS?则取采样时间为TS?当TS未赋值时?默认为—1?例如?NUM=[11];DEN=[1213];SYST1=tf(NUM,DEN);结果为?Transferfunction:s+1--------------------s^3+2s^2+s+3?注?SYST1的结构为STRUCTURE?2.SISO主窗口说明??1?图中?1为补偿环节与输入环节的参数调节窗口?2为系统的结构图?3为系统的主窗口?工具栏上的View选相可以增加或者减少主窗口的窗口数。　　可选择的有?根轨迹、开环bode图、开环Ni

6、chols图等。　　?2?F、G、H、C均可由workspace中输入?选择File中的Import进行操作。　　Export为向workspace输出传递函数。　　4?3?系统结构图中可以改变结构和改变反馈的极性。　　可选择的结构有?Compensatorinfeedbackpath?Feedforwardcontroller?CascadeconfigurationwithfilterFintheminorloop。　　?4?在主窗口中点击鼠标右键?可在响应的位置增加零极点。　　三、实验数据及步骤?一阶系统?用S

7、ISO模拟图一系统?K=1~1100?T=0.1~1.1图1步骤?1?在WORKSPACE创建C、F、G、H传递函数2?IMPORT到SISO中?适当调节参数观察开环根轨迹图3?把该系统的传递函数传到WORKSPACE?注意?是开环传递函数?二阶系统?用SISO模拟图二系统?K=4?T=0.1?图2用以学过的知识判断系统是否稳定。　　加入1~2个零极点后再判断。　　步骤?1?在WORKSPACE创建C、F、G、H传递函数2?IMPORT到SISO中?适当调节参数观察开环根轨迹图3?把该系统的传递函数传到WORKSPA

8、CE?注意?是闭环传递函数?5　　四、实验报告要求1?记录实验的具体步骤及图形变化。　　2?分析各曲线的特点及稳定性。　　3?与理论进行比较?并写出计算步骤及比较结果。　　五、思考题用SISO模拟图3的电路数据?C1=1uFR1=100KR2=100K~1.1M图36实验三P??控制　　一、实验目的1.了解PID控制器中P?I?D三种基本控制作