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1、计算机控制技术实验指导书信息与通信工程学院通信工程系1010三、实验报告要求1）体会1、2的用法；2）对3、4写出程序及上机的结果1010实验三 控制系统仿真基础一、实验目的及要求： 1.掌握用简单函数命令实现连续函数的离散化的方法； 2.掌握求简单闭环脉冲传递函数的方法及系统分析方法。二、实验设备：1、微型机一台。2、MATLAB软件三、实验内容：1、设连续系统传递函数为f(t)=1*1(t),f(t)=t,f(t)= ，用简单命令函数求其Z变换 2、已知闭环离散系统如图3.1所示，其前向信道的零阶
2、保持器与连续部分传递函数分别为,，当采样周期为1s，（1）试求闭环系统的脉冲传递函数，（2）计算系统的特征根（3）若输入信号为单位阶跃信号r（t）=1（t），计算系统的稳态误差。（4）系统的频域指标和单位阶跃时域响应曲线图3.1闭环离散系统四、实验报告的要求写出相应的程序及上机结果 10实验四 PID控制实验一、实验目的： １、熟悉PID控制方法的控制规律。 ２、掌握不同P、I、D参数对控制系统的影响。 ３、掌握采样时间变化对系统的影响。 4、熟悉SIMULINK工作环境及特点； 5、熟悉控制线性系
3、统仿真常用基本模块的用法； 6、掌握SIMULINK的建模与仿真方法。二、实验设备： 1、微型机一台。 2、MATLAB软件三、实验原理及实验内容（a）单输入阶跃信号典型PI环节控制（b）系统传递函数PID控制图4.1PID控制原理 用M文件编程或SIMULINK建立被控对象的传递函数如图4.1所示，系统输入为单位阶跃信号，a图为简单阶跃信号PI环节控制，分别取Kp1=5,Ki1=0.5；Kp2=4.2,Ki2=2.3；Kp3=6.7,Ki3=3.2，10总结不同的参数设置对系统的影响。b图PID控制器传递
4、函数为系统传递函数Go=采用PID控制器进行闭环调节。分别取Kp1=8.5,Ti1=1.6,Td1=0.4；Kp2=4.2,Ti2=2.3,Td2=0.4；Kp3=6.7,Ti3=3.2,Td3=0.37；Kp4=6.7,Ti4=1.9,Td4=0.3观察输出，总结不同的参数设置对系统的影响；试设置出合适的PID参数，得出满意的响应曲线。 四、实验报告的要求写出相应的程序及上机结果 。附录 MATLAB常用函数 1、常用矩阵函数命令说明d=eig(A)矩阵特征值[v,d]=eig(A)矩阵特征值和特征
5、向量det(A)行列式计算inv(A)求逆poly(A)特征多项式trace(A)对角元素之和orth(A)正交化2、常用特殊矩阵命令说明A=[10] 空矩阵A=eye(n) N维单位矩阵A=ones(n,m) 全部元素都为1的矩阵A=zeros(n,m) 全部元素都为0的矩阵A=rand(n,m) 元素为0到1之间均匀分布的随机矩阵A=randn(n,m) 元素为零均值单位方差正态分布的随机矩阵3、图形绘制和修饰（1）坐标轴调整axis([xminxmaxyminymax]) 图形的x轴范围限定在[xmi
6、nxmax] y轴范围限定在[yminymax]axis(‘控制字符串’） 根据字符串控制图形 set(gca,‘xtick’,标示向量) 按照向量设置X坐标的刻度标示set(gca,’ytick’,标示向量) 按照向量设置Y坐标的刻度标示 set(gca,‘xticklabel’，‘字符串
7、字符串…')按字符串设置X坐标的刻度标示 set(gca,'yticklabel’，‘字符串
8、字符串…') 按字符串设置Y坐标的刻度标示 （2）文字标
9、示title(‘字符串’) 图形标题xlabel(‘字符串’) x轴标注ylabel(‘字符串’) y轴标注 text(x,y,‘字符串’) 在坐标处标注说明文字gtext(‘字符串’) 用鼠标在特定处标注说明文字 （3）网格控制gridon 在所画的图形中添加网格线gridoff 在所画的图形中去掉网格线（4）图例注解legend(‘字符串1’,‘字符串2’,…,参数) 为区分各条曲线以字符串进行注解说明，参数确定注解在图形中的位置。（5）图形的保持holdon
10、 保持当前图形及轴系的所有特性holdoff 解除命令 （6）图形窗口的分割 可把一个绘图窗口分割成几个区域，分别绘图。subplot(m，n，p) 10将当前绘图窗口分割成m行n列区域，指定第p个编号区域为当前绘图区。 区域编号原则：“先上后下，先左后右”。4、线性系统分析设计 （1）模型描述状态空间：写为A、B、C、D四个矩阵的形式；也可用SYS=SS(A,B,C,D)传递函数：用分子、分母的多项式表示
