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1、《机械控制工程基赵》实验犒專吊学院:机械工程学院专业:机械设计制造及其自动化肖启明编2011年4月实验一MatLab的基本操作和使用一、实验目的1.熟悉MatLab软件的界血、掌握MatLab软件的基本使用方法2.熟悉MatLab的数据表示、基木运算;3.熟悉MatLab的符号运算及相关操作:4.熟悉MatLab绘图命令及基本绘图控制。二、实验内容1.MatLab帮助命令的使用使用help命令(或菜单),查找sqrt(开方)、polar(极坐标画图)等函数的使用方法及命令的格式。2.短阵运算⑴矩阵的乘法已知A=[l2;34J:B=[55:78J;求AA2-B(2)
2、矩阵除法已知A二[123:456:789]:B=[l00:020:003]:AB,A/B(3)矩阵的转置及共轨转置已知A二[5+i,2-i,l;6*i,4,9_i];求A.',A'(4)使用冒号选出指定元素已知:A=[l23:456:789];求A屮第3列前2个元素:A中所有列第2,3行的元素;3•基本绘图命令(1)绘制余弦曲线y=cos(t),te[0,2n];(2)在同一坐标系中,绘制余弦曲线y(t)=cos(t-0.25)和正弦曲线y(t)=sin(t~0.5),tE[0,2n];(3)以子图的形式(subplot命令)在一个图框中显示上面这两条曲线。(4
3、)三维图形的绘制4•基本绘图控制绘制[0,4兀]区间上的xl=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;实验二:控制系统的时域分析%1.实验目的%1用计算机辅助分析的办法,掌握系统的时域分析方法。%1熟悉Simulink仿真环境。%1.实验原理及方法系统仿真实质上就是对系统模型的求解,对控制系统来说,一般模型可转化成某个微分方程或差分方程表示,因此在仿真过程中,一般以某种数值算法从初态出发,逐步计算系统的响应,最后绘制出系统的响应曲线,进而
4、可分析系统的性能。控制系统最常用的时域分析方法是,当输入信号为单位阶跃和单位冲激函数时,求出系统的输出响应,分别称为单位装阶跃响应和单位冲激响应。在MATLAB屮,捉供了求取连续系统的单位阶跃响应函数step,单位冲激响应函数impulse,零输入响应函数initial等等。订亠%1.实验内容线一二阶系统,具状态方程模型为[-0.5572-0.78141r^ll.[执行命令a=[-0.5572-0.7814;0.78140]b=[l;OJc=[1.96916.4493]d=[0]step(a,b,c,d)得到系统的单位阶跃响应曲线执行命令]x2]-
5、_0.7814
6、0J[x2]+[o]uy=[1.96916.4493];;十u1.1丽出系统的单位阶跃响应曲线;2.画出系统的冲激响应曲线;3.当I系统的初始状态为xO=[l,O」时,画出系统的零输入响应曲线;4.当系统的初始状态为零时,画出系统斜坡输入响应曲线。impulse(a,b,c,d)得到系统的冲激响应曲线1.执行命令xO=[l0]initial(a,b,c,d,xO)得到系统的零输入响应曲线2.执行命令x0=[0]t=0:0.01:5u=(t)lsim(a,b,c,d,u,t)得到系统的斜坡输入响应曲线四.实验要求1編制MATLAB程序,画出单位阶跃响应曲线、冲激响应
7、曲线、系统的零输入响应、斜坡输入响应1111线;实验三:控制系统Nyquist图的Matlab实验一、实验内容。已知控制系统开环传递函数,绘制开环传递函数Nyquist图。r.10k(5+2)(5+3)(5+4)二、实验目的。1、熟悉Matlab操作2、掌握Matlab屮,绘制传递函数的Nyquist图。3、判断系统的稳定性三、相关Matlab仿真程序。已知控制系统开环传递函数,绘制开环传递函数Nyquist图。厂(—iok刃一($+2)($+3)($+4)相关程序:clearnum=10;den=conv([l2],conv([13],[14]));GKs二tf
8、(num,den)nyquist(GKs)disp('求开坏传递函数的极点')P二pole(GKs)四、绘制Matlab仿真图形。五、判断系统稳定性,并说明理由。实验四:控制系统Bode图的Matlab实验一、实验内容。已知控制系统开环传递函数,绘制开环传递函数Bode图,。Gk($)二1000(5+1)(5+2)(5+5)二、实验目的。1>熟悉Matlab操作2、掌握Matlab屮,绘制传递函数的Bode图。3、判断系统的稳定性三、相关Matlab仿真程序。已知控制系统开环传递函数,绘制开环传递函数Bode图。Gk($)二1000(5+1)(5+2)(5+5)相
9、关程序:c