《控制系统计算机仿真》实验指导书

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1、实验一Matlab使用方法和程序设计一、实验目的1、掌握Matlab软件使用的基本方法；2、熟悉Matlab的数据表示、基本运算和程序控制语句3、熟悉Matlab绘图命令及基本绘图控制4、熟悉Matlab程序设计的基本方法二、实验内容1、帮助命令使用help命令，查找sqrt（开方）函数的使用方法；2、矩阵运算（1）矩阵的乘法已知A=[12;34];B=[55;78];求A^2*B（2）矩阵除法已知A=[123;456;789];B=[100;020;003];AB,A/B（3）矩阵的转置及共轭转置已知A=[5+i,2-i,1;6*i,4,9-i]

2、;求A.',A'（4）使用冒号选出指定元素已知：A=[123;456;789];求A中第3列前2个元素；A中所有列第2，3行的元素；（5）方括号[]用magic函数生成一个4阶魔术矩阵，删除该矩阵的第四列3、多项式（1）求多项式p(x)=x3-2x-4的根（2）已知A=[1.2350.9;51.756;3901;1234]，求矩阵A的特征多项式;求特征多项式中未知数为20时的值；4、基本绘图命令（1）绘制余弦曲线y=cos(t)，t∈[0，2π]（2）在同一坐标系中绘制余弦曲线y=cos(t-0.25)和正弦曲线y=sin(t-0.5)，t∈[0，2

3、π]5、基本绘图控制绘制[0，4π]区间上的x1=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；6、基本程序设计（1）编写命令文件：计算1+2+⋯+n<2000时的最大n值；（2）编写函数文件：分别用for和while循环结构编写程序，求2的0到n次幂的和。三、预习要求利用所学知识，编写实验内容中2到6的相应程序，并写在预习报告上。实验二Matlab中控制系统的建模与分析一、实验目的1、掌握Matlab中连续、离散系统各种数学模型

4、的建立方法；2、掌握Matlab中各种数学模型之间的转换方法；3、熟悉Matlab中控制框图的化简方法；4、掌握如何使用Matlab进行系统的稳定性分析；5、掌握如何使用Matlab进行系统的可控性、可观测性分析；6、掌握如何使用Matlab进行系统的时域数值分析；二、实验内容1、连续线性系统的数学模型建立及转换请用合适的格式，将下面的传递函数模型输入MATLAB环境，并转换成状态空间形式、零极点形式、画出零极点位置。采样周期为Ts=0.5s时，将其转换为离散系统。2、离散线性系统的数学模型建立及转换请用合适的格式，将下面的传递函数模型输入MATLA

5、B环境，并转换成状态空间形式、零极点形式、画出零极点位置。3、从下面给出的典型反馈控制系统结构子模型中，求出总系统的传递函数与状态方程模型。4、系统稳定性分析已知系统的开环传递函数如下，试分别对其闭环系统（单位负反馈）判别稳定性。(1)(2)5、系统可控性、可观测性分析判定下面系统的可控、可观测性6、线性系统时域响应数字仿真给出一个8阶系统模型并假定系统具有零初始状态。a)绘制出单位阶跃响应和脉冲响应曲线；b)从单位阶跃响应图上读取最大超调量、调节时间。c)若输入信号变为正弦信号，绘制出系统时域响应曲线。三、实验数据处理与分析记录每个步骤所执行的命令

6、及运行结果四、预习与思考题1、认真复习相关内容；2、按实验指导书内容预先编程。实验三SIMULINK模型的建立一、实验目的1、掌握使用Simulink进行系统建模的方法；2、掌握模块编辑的方法3、掌握模块参数的设置方法；4、掌握Simulink仿真参数的设置方法。二、实验内容1、建立系统模型，观察在单位阶跃信号激励下的响应。2、建立系统模型，观察在单位阶跃信号激励下的响应。3、直流电动机拖动系统模型框图如图所示，试用Simulink搭建系统的仿真模型，并绘制出系统在单位阶跃信号作用下的仿真结果曲线。三、实验数据处理与分析准确记录各个系统仿真结果。四、

7、预习与思考题1、认真阅读教材相关内容；2、按实验指导书内容做好预习。实验四线性系统SIMULINK仿真一、实验目的1、掌握使用Simulink进行系统建模的方法；2、掌握模块编辑的方法3、掌握模块参数的设置方法；4、掌握Simulink仿真参数的设置方法。二、实验内容1、系统模型框图如图所示，试用Simulink搭建系统的仿真模型，并绘制出系统在单位阶跃信号作用下的仿真结果曲线。2、线性系统微分方程为，且方程的初始值为，试用Simulink搭建系统的仿真模型，并绘制出仿真结果曲线。-----------------------------------

8、------------提示：x1=y,x2=y(1),x3=y(2),x4=y(3)x1(1)=x2x2(