控制系统cad与数字仿真实验指导书(2014新版)(1) (1)

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1、控制系统CAD及数字仿真实验指导书控制系统CAD及数字仿真实验指导书自动化系第14页控制系统CAD及数字仿真实验指导书目录第一章前言.........................................................2第二章控制系统CAD及数字仿真实验1．数据处理方法的MATLAB实现.................................42．控制系统建模的MATLAB实现.................................53．PID校正设计的MATLAB实现.

2、................................64．微分方程的Simulink仿真..................................75．S函数的编写和Simulink仿真．........................96．图像处理系统的算法和界面设计..........................10第14页控制系统CAD及数字仿真实验指导书第一章前言本实验课程是与学科基础选修课程《控制系统CAD及数字仿真》相配合的实践课程。作为联系自动控制理论、自动控制系统设计、课程设计

3、、毕业设计等教学环节的仿真技术类课程，其不仅可以使学生加强课程的学习效果，而且还可为学生在毕业设计中提供一个强有力的工具，有效加强教学中的实践性教学环节，提高学生的独立工作能力和创造性思维能力。开设本课程的目的，主要是培养学生运用MATLAB语言进行编程和仿真的能力，为今后从事科研工作和与专业有关的工程技术工作打好基础。一、上机实验要求1、要求学生熟悉MATLAB中的控制系统工具箱与SIMULINK软件包。2、能根据有关控制算法，编写有关的MATLAB程序。3、能对实验结果进行分析和讨论，得到相关的实验结论。二、上机实

4、验的基本程序：1、明确实验任务。2、提出实验方案。3、编制有关的MATLAB程序或利用SIMULINK工具建立系统的仿真模型。4、进行实验操作，作好观测和记录，保存有关的实验数据。5、整理实验数据，得出结论，撰写实验报告。在进行上机实验时，上述程序应让学生独立完成，教师给予必要的指导，以培养学生的动手能力。要做好各个上机实验，就应做到：实验前做准备，实验中有条理，实验后勤分析。第14页控制系统CAD及数字仿真实验指导书实验一数据处理方法的MATLAB实现一、实验目的学会在MATLAB环境下对已知的数据进行处理。二、实验

5、方法1.求取数据的最大值或最小值。2.求取向量的均值、标准方差和中间值。3．在MATLAB环境下，对已知的数据分别进行曲线拟合和插值。三、实验设备1．586以上微机，16M以上内存，400M硬盘空间，2XCD-ROM2．MATLAB7.0及以上含CONTROLSYSTEMTOOLBOX。四、实验内容1．在MATLAB环境下，利用MATLAB控制系统工具箱中的函数直接求取数据的最大值或最小值，以及向量的均值、标准方差和中间值。2．在MATLAB环境下，选择合适的曲线拟合和插值方法，编写程序，对已知的数据分别进行曲线拟合和

6、插值。x0.011.012.013.014.01y2.54377.88849.624211.670111.9727x5.016.017.018.019.01y13.218914.267914.613415.404515.0805五、实验步骤1.在MATLAB环境下，将已知的数据存到数据文件mydat.dat中。2.然后用load命令从数据文件mydat.dat中把数据调到MATLAB的工作空间中来。3.在MATLAB环境下，利用MATLAB控制系统工具箱中的函数直接求取数据的最大值或最小值，以及向量的均值、标准方差和中

7、间值。4.在MATLAB环境下，编写程序，对已知的数据进行曲线拟合和插值。六、问题与讨论第14页控制系统CAD及数字仿真实验指导书1、曲线拟合和插值有什么区别？常用的曲线拟合和插值方法有哪几种，如何用MATLAB函数实现？2、对数据进行处理有什么实际意义？3、谈谈实验体会。实验二控制系统建模的MATLAB实现一、实验目的学会在MATLAB环境下对控制系统进行建模。二、实验方法1.线性控制系统的建模和模型间的相互转换。采用tf()、ss()等函数建立子系统模型，可以采用ss2tf()、tf2ss()等函数来实现模型间的相

8、互转换。采用feedback()、series()等函数进行子系统间的连接。2.利用BP神经网络对非线性系统进行建模。研究MATLAB环境下，BP神经网络建立、训练和仿真的方法；利用BP神经网络实现对非线性系统的建模。三、实验设备1．586以上微机，16M以上内存，400M硬盘空间，2XCD-ROM2．MATLAB7.0及以上含C