武汉工程大学实验报告

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1、武汉工程大学实验报告专业班级：姓名：学号：课程名称：控制系统数字仿真与CAD实验成绩：指导老师：实验名称：Matlab的基本操作与编程一、实验目的：1）熟悉MATLAB软件的运行环境和基本操作2）掌握MATLAB矩阵的输入方式、元素的提取与组合3）掌握数值运算。4）掌握MATLAB软件的绘图功能5）掌握M函数的编写。二、实验内容：1）启动MATLAB软件，观察其界面组成及操作方法，了解各部分的功能2）使用基本的MATLAB命令，并观察记录执行结果帮助、查询信息类命令：Demo、help、who、whos显

2、示、记录格式等命令：clc、clear、format尝试一下其他的命令（dos命令）3）生成一个5阶魔方矩阵，并提取其第（3、4、5）行，第（2、3、4）列构成的新的矩阵5）用命令行方式求解下式的值（提示使用symsx定义一个符号，使用limit函数）6）MATLAB的绘图（1）二维绘图命令plot：画出在上的图形（2）三维绘图命令plot3：画出三维螺旋线，的图形．mesh命令：绘制，在，区间的曲面7）编写M函数利用程序流程控制语句编写一个函数myfactorial（n），实现n！（阶乘）。要求使用he

3、lp命令可以列出相关的帮助信息。三、实验结果及分析武汉工程大学实验报告专业班级：姓名：学号：课程名称：控制系统数字仿真与CAD实验成绩：指导老师：实验名称：典型闭环系统的数字仿真及计算机解题一、实验目的：1）熟悉典型闭环的仿真过程2）掌握MATLAB编程实现典型闭环环节仿真3）利用典型闭环环节仿真程序解题。4）掌握MATLAB下对控制系统进行时域、频域和根轨迹的分析二、实验内容：1）编写典型环节阶跃响应函数典型环节冲击响应函数function[yout,t]=my_step(num,den,v,t0,tf

4、,h,R,n)输入参数：num：传递函数的分子系数向量den：传递函数的分母系数向量v：反馈比例系数t0：仿真起始时间tf：仿真终止时间h：仿真步长R:阶跃幅值n:系统阶次输出参数：yout：响应输出t：时间向量2）用上述函数分析以下系统，同时用simulink分析该系统，并比较其结果。3）被控对象的传递函数为，用simulin建模并分析其单位阶跃响应。用MATLAB命令绘出其伯德图和根轨迹图。三、实验结果及分析武汉工程大学实验报告专业班级：姓名：学号：课程名称：控制系统数字仿真与CAD实验成绩：指导老师

5、：实验名称：双闭环控制直流电动机调速系统建模与仿真分析一、实验目的：1.熟悉Matlab/Simulink仿真环境；2.掌握Simulink图形化建模方法；3.验证“直流电动机转速/电流双闭环PID控制方案”的有效性。二、实验内容：（详见后面的实验指导）1.“双闭环直流电动机调速系统”的建模2.电流环／调节器设计3.电流环动态跟随性能仿真实验4.转速环／调节器设计5.转速环动态抗扰性能仿真实验6.系统动态性能分析　（给出仿真实验结果与理论分析结果的对比／分析／结论）三、实验结果及分析附件：“双闭环控制直流

6、电动机调速系统”数字仿真实验实验指导一、实验目的1.熟悉Matlab/Simulink仿真环境；2.掌握Simulink图形化建模方法；3.验证“直流电动机转速/电流双闭环PID控制方案”的有效性。二、实验内容1.“双闭环直流电动机调速系统”的建模2.电流环／调节器设计3.电流环动态跟随性能仿真实验4.转速环／调节器设计5.转速环动态抗扰性能仿真实验6.系统动态性能分析　（给出仿真实验结果与理论分析结果的对比／分析／结论）三、实验步骤1、系统建模A．控制对象的建模建立线性系统动态数学模型的基本步骤如下：（

7、1）根据系统中各环节的物理定律，列写描述据该环节动态过程的微分方程；（2）求出各环节的传递函数；（3）组成系统的动态结构图并求出系统的传递函数。下面分别建立双闭环调速系统各环节的微分方程和传递函数。B．额定励磁下的直流电动机的动态数学模型图1给出了额定励磁下他励直流电机的等效电路，其中电枢回路电阻R和电感L包含整流装置内阻和平波电抗器电阻与电感在内，规定的正方向如图所示。21图1直流电动机等效电路由图1可列出微分方程如下：（主电路，假定电流连续）（额定励磁下的感应电动势）（牛顿动力学定律，忽略粘性摩擦）（

8、额定励磁下的电磁转矩）定义下列时间常数：——电枢回路电磁时间常数，单位为s；——电力拖动系统机电时间常数，单位为s；代入微分方程，并整理后得：式中，——负载电流。在零初始条件下，取等式两侧得拉氏变换，得电压与电流间的传递函数（1）电流与电动势间的传递函数为（2）a)b)c)图2额定励磁下直流电动机的动态结构图21a)式（1）的结构图b)式（2）的结构图c)整个直流电动机的动态结构图C．晶闸管触发和整流装置的动态数学模型在分析系