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《课程设计-基于Matlab的控制系统模型.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、基于Matlab的控制系统模型一、实验目的1.熟悉Matlab的使用环境，学习Matlab软件的使用方法和编程方法2.学习使用Matlab进行各类数学变换运算的方法3.学习使用Matlab建立控制系统模型的方法二、实验器材x86系列兼容型计算机，Matlab软件三、实验原理1.香农采样定理对一个具有有限频谱的连续信号f(t)进行连续采样，当采样频率满足时，采样信号f*(t)能无失真的复现原连续信号。作信号和的曲线，比较采样前后的差异。幅度曲线：T=0.05t=0:T:0.5f=5*exp(-10*t)s
2、ubplot(2,1,1)plot(t,f)gridsubplot(2,1,2)stem(t,f)grid请改变采样周期T，观察不同的采样周期下的采样效果。幅频曲线：w=-50:1:50F=5./sqrt(100+w.^2)plot(w,F)grid若，选择合理的采样周期T并验加以证w=-400:20:400ws=200Ts=2*pi/wsF0=5/Ts*(1./sqrt(100+(w).^2))F1=5/Ts*(1./sqrt(100+(w-ws).^2))F2=5/Ts*(1./sqrt(100+(
3、w+ws).^2))plot(w,F0,w,F1,w,F2)grid请改变采样频率ws，观察何时出现频谱混叠？2.拉式变换和Z变换使用Matlab求函数的拉氏变换和Z变换拉式变换：symsawtf1=exp(-a*t)laplace(f1)f2=tlaplace(f2)f3=t*exp(-a*t)laplace(f3)f4=sin(w*t)Z变换：symsakTf1=exp(-a*k*T)ztrans(f1)f2=k*Tztrans(f2)f3=k*T*exp(-a*k*T)ztrans(f3)f4=s
4、in(a*k*T)laplace(f4)f5=exp(-a*t)*cos(w*t)laplace(f5)反拉式变换symssaf1=1/silaplace(f1)f2=1/(s+a)ilaplace(f2)f3=1/s^2ilaplace(f3)f4=w/(s^2+w^2)ilaplace(f4)f5=1/(s*(s+2)^2*(s+3))ilaplace(f5)ztrans(f4)f5=a^kztrans(f5)反Z变换symszaTf1=z/(z-1)iztrans(f1)f2=z/(z-exp(-
5、a*T))iztrans(f2)f3=T*z/(z-1)^2iztrans(f3)f4=z/(z-a)iztrans(f4)f5=z/((z+2)^2*(z+3))iztrans(f5)1.控制系统模型的建立与转化传递函数模型：num=[b1,b2,…bm]，den=[a1,a2,…an]，零极点增益模型：z=[z1,z2,……zm]，p=[p1,p2……pn]，k=[k]，建立系统模型和传递函数模型：num=[1,1,0]den=[1,5,6]T=0.1Gs1=tf(num,den)Gz1=tf(nu
6、m,den,T)零极点增益模型：z=[0,-1]p=[-2,-3]k=[1]T=0.1Gs2=zpk(z,p,k)Gz2=zpk(z,p,k,T)传递函数模型和零极点增益模型相互转化传递函数模型转化零极点增益模型：num=[1,1,0]den=[1,5,6]T=0.1Gs1=tf(num,den)Gz1=tf(num,den,T)[z,p,k]=tf2zp(num,den)Gs2=zpk(z,p,k)Gz2=zpk(z,p,k,T)零极点增益模型转化传递函数模型：z=[0,-1]p=[-2,-3]k=[
7、2]T=0.1Gs1=zpk(z,p,k)Gz1=zpk(z,p,k,T)[num,den]=zp2tf(z',p',k)Gs2=tf(num,den)Gz2=tf(num,den,T)建立系统模型和num1=[1,1]num2=[1,2,2]den1=[1,0,2]den2=[1,4,8]num=conv(num1,num2)den=conv(den1,den2)T=0.1Gs1=tf(num,den)Gz1=tf(num,den,T)[z,p,k]=tf2zp(num,den)Gs2=zpk(z,p
8、,k)Gz2=zpk(z,p,k,T)一、实验步骤1.根据参考程序，验证采样定理、拉氏变换和Z变换、控制系统模型建立的方法2.观察记录输出的结果，与理论计算结果相比较3.自行选则相应的参数，熟悉上述的各指令的运用方法二、实验数据及结果分析记录输出的数据和图表并分析三、总结实验二基于Matlab的控制系统仿真一、实验目的1.学习使用Matlab的命令对控制系统进行仿真的方法2.学习使用Matlab中的Simulink工具箱进行系统仿真的方法二
