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1、《控制工程基础》实验指导书常熟理工学院机械工程学院2009.916目录1.MATLAB时域分析实验………………………………………………………22.MATLAB频域分析实验………………………………………………………43.Matlab校正环节仿真实验…………………………………………………84.附录：Matlab基础知识……………………………………………………1416实验1MATLAB时域分析实验一、实验目的1．利用MATLAB进行时域分析和仿真。要求：(1)计算连续系统的时域响应（单位脉冲输入，单位阶跃输入，任意输入）。2．掌握Matlab系统分析函数impulse、step、lsim、roo
2、ts、pzmap的应用。二、实验内容1．已知某高阶系统的传递函数为，试求该系统的单位脉冲响应、单位阶跃响应、单位速度响应和单位加速度响应。MATLAB计算程序num=[22050];den=[11584223309240100];t=(0:0.1:20);figure(1);impulse(num,den,t);%ImpulseResponsefigure(2);step(num,den,t);%StepResponsefigure(3);u1=(t);%Ramp.Inputholdon;plot(t,u1);lsim(num,den,u1,t);%Ramp.Responsegtext(‘
3、t’);figure(4);u2=(t.*t/2);%Acce.Inputu2=(0.5*(t.*t))holdon;plot(t,u2);16lsim(num,den,u2,t);%Acce.Responsegtext(‘t*t/2’);1．已知某高阶系统的传递函数为，试求该系统的极点并判断系统的稳定性。MATLAB计算程序den=[123456789];roots(den)3．已知某高阶系统的传递函数为，试求该系统的零极点并判断系统的稳定性。MATLAB计算程序num=[3.12*10^56.25*10^6];den=[11.0*10^28.0*10^34.4*10^56.24*10^
4、6];[p,z]=pzmap(num,den);pzmap(num,den);title(‘Pole-ZeroMap’);holdon;三、实验预习学习Matlab基础知识，了解Matlab的基本功能和软件的基本使用方法，并学习教材中几个Matlab函数的使用方法。四、实验报告内容（1）实验目的、方法；（2）修改系统的传递函数，得到相应的时域响应，将该图保存并打印后粘贴到实验报告上，并进行必要的说明。（3）分析实验的意义和结论。16实验2 MATLAB频域分析实验一、实验目的1、加深理解频率特性的概念，了解一般系统的的Nyquist图和Bode图的特点和绘制。2、学习采用MATLAB绘制和
5、分析系统频率特性图二、实验要求1、分析开环系统的频率特性，并用MATLAB绘制其开环Nyquist图和Bode图，求取剪切频率ωc，将实验结果与理论分析计算结果进行比较，验证理论的正确性。2、用MATLAB作闭环Nyquist图和Bode图，分析单位反馈系统的频率特性。三、实验原理1、对数频率特性：Bode图——对数坐标图，又称Bode图，它由对数幅频特性图和对数相频特性图组成。对数幅频特性图纵坐标标度为20lgG(jw)，其中对数以10为底均匀分度，采用单位是分贝(db)；横坐标标度为lgw，以对数分度绘制，标以w，采用单位是弧度/秒(rad/s)。对数相频特性图纵坐标为角度，均匀分度，
6、采用单位为度，横坐标与第一张图完全相同。对数相频特性图放在第一张之下，同时使横坐标的上下一一对应，以便对比分析。2、极坐标频率特性曲线（又称尼奎斯特曲线）它是在复平面上用一条曲线表示w由时的频率特性。即用矢量G(jw)的端点轨迹形成的图形，w是参变量。在曲线的上的任意一点可以确定实频、虚频、幅频和相频特性。3、用MATLAB作频率特性曲线1）用MATLAB作开环频率特性设系统的开环传递函数为（2.1）则系统的开环频率特性为（2.2）16据式（2.2）和表2.1中的MATLAB命令可绘制出相应的尼奎斯特图和博德图。2）用MATLAB作闭环频率特性若表示频率特性幅值，表示相角，则闭环频率特性为
7、（2.3）其频率响应可按式（2.3）计算出不同频率处的和（i=1，2，3，…），即可求得闭环系统频率特性并画出相应的曲线。3）单位负反馈系统的频率特性设单位负反馈系统的开环传递函数为，闭环频率特性表示为（2.4）有式（2.2），得（2.5）据式（2.5）和表2.1的MATLAB命令可绘制出闭环频率特性曲线。表1MATLAB绘制频率响应曲线基本命令表调用格式说明nyquist(num,den,w)Nyquist(num,d
