控制理论实验报告 MATLAB仿真实验

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1、.实验报告课程名称：控制理论（乙）指导老师：林峰成绩：__________________实验名称：MATLAB仿真实验实验类型：________________同组学生姓名：__________一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得实验九控制系统的时域分析一、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。　2．熟悉Simulink仿真环境。二、实验原理及方法：系统仿真实质上就是对系统模型的求解

2、，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，分别称为单位阶跃响应和单位冲激响应。在MATLAB中，提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。二、实验内容：二阶系统，其状态方程模型为-0.5572-0.78141=+u0.781400y=[1.

3、96916.4493]+[0]u四、实验要求：1．编制MATLAB程序，画出单位阶跃响应曲线、冲击响应曲线、系统的零输入响应、斜坡输入响应；（1）画出系统的单位阶跃响应曲线；A=[-0.5572-0.7814;0.78140];B=[1;0];word范文.C=[1.96916.4493];D=[0];G=ss(A,B,C,D);step(G)title('单位阶跃响应')（2）画出系统的冲激响应曲线；A=[-0.5572-0.7814;0.78140];B=[1;0];C=[1.96916.4493];D=[0];G=ss(A,

4、B,C,D);impulse(G)title('单位脉冲响应')（3）当系统的初始状态为x0=[1,0]时，画出系统的零输入响应；A=[-0.5572-0.7814;0.78140];B=[1;0];C=[1.96916.4493];word范文.D=[0];x0=[1,0];initial(A,B,C,D,x0)title('零输入响应')（4）当系统的初始状态为零时，画出系统斜坡输入响应；A=[-0.5572-0.7814;0.78140];B=[1;0];C=[1.96916.4493];D=[0];[num,den]=ss

5、2tf(A,B,C,D);t=0:0.01:7;u=t;num1(1)=0;num1(2)=0;num1(3)=num(1);num1(4)=num(2);num1(5)=num(3);den1(1)=den(1);den1(2)=den(2);den1(3)=den(3);den1(4)=0;den1(5)=0;c=step(num1,den1,t);plot(t,c,'o',t,u,'-');2．在Simulink仿真环境中，组成系统的仿真框图，观察单位阶跃响应曲线并记录之。word范文.1）进入线性系统模块库，构建传递函数。

6、2）改变模块参数。在simulink仿真环境“untitled”窗口中双击该图标，即可改变传递函数3）选取阶跃信号输入函数。用鼠标点击simulink下的“Source”，将右边窗口中“Step”图标用左键拖至新建的“untitled”窗口，形成一个阶跃函数输入模块。4）选择输出方式。用鼠标点击simulink下的“Sinks”，就进入输出方式模块库，通常选用“Scope”的示波器图标，将其用左键拖至新建的“untitled”窗口。5）连接各元件，用鼠标划线，构成闭环传递函数。6）运行并观察响应曲线。用鼠标单击工具栏中的“▶”按钮

7、，便能自动运行仿真环境下的系统框图模型。运行完之后用鼠标双击“Scope”元件，即可看到响应曲线。实验十控制系统的频域分析一、实验目的：用计算机辅助分析的方法，掌握频率分析法的三种方法，即Bode图、Nyquist曲线、Nichols图。二、实验原理及方法：1．Bode(波特)图设已知系统的传递函数模型：则系统的频率响应可直接求出：word范文.MATLAB中，可利用bode和dbode绘制连续和离散系统的Bode图。2．Nyquist(奈奎斯特)曲线Nyquist曲线是根据开环频率特性在复平面上绘制幅相轨迹，根据开环的Nyqui

8、st线，可判断闭环系统的稳定性。反馈控制系统稳定的充要条件是，Nyquist曲线按逆时针包围临界点(-1，j0)p圈，为开环传递函数位于右半s一平面的极点数。在MATLAB中，可利用函数nyquist和dnyquist绘出连续和离散系统的乃氏曲线。