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1、Matlab在自动控制原理中的应用目录一、实验目的……………………………………….3二、预习要求……………………………………….3三、实验内容……………………………………….3四、实验总结……………………………………….14一、实验目的：1．学习系统数学模型的多种表达方法，并会用函数相互转换。2．学习模型串并联及反馈连接后的系统传递函数。3．掌握系统BODE图，根轨迹图及奈奎斯特曲线的绘制方法。并利用其对系统进行分析。4．掌握系统时域仿真的方法，并利用其对系统进行分析。二、预习要求：借阅相关Matlab/Simulink参考书，熟悉能解决题目问题的相关Mat
2、lab函数。三、实验内容：1．已知H（s）=，求H（s）的零极点表达式和状态空间表达式。答：（1）零极点表达式：>>num=[0.051];den=conv([0.21],[0.11]);sys1=tf(num,den)12sys2=zpk(sys1)sys1=0.05s+1--------------------0.02s^2+0.3s+1Continuous-timetransferfunction.sys2=2.5(s+20)------------%零极点表达式(s+10)(s+5)Continuous-timezero/pole/gainmodel
3、.状态空间表达式：>>num=[0.051];den=conv([0.21],[0.11]);sys1=tf(num,den);sys3=ss(sys1)sys3=a=x1x2x1-15-6.25x280b=u1x14x20c=x1x2y10.6251.562d=u1y1012Continuous-timestate-spacemodel.2．已知，。（1）求两模型串联后的系统传递函数。答：>>m1=[1,5];n1=conv([1],conv([1,1],[1,2]));m2=1;n2=[1,1];[m,n]=series(m1,n1,m2,n2)G=tf
4、(m,n)m=0015n=1452G=s+5---------------------%两模型串联后的系统传递函数H(s)=H1(s)*H2(s)s^3+4s^2+5s+2Continuous-timetransferfunction.（2）求两模型并联后的系统传递函数。答：>>m1=[1,5];n1=conv([1],conv([1,1],[1,2]));m2=1;n2=[1,1];[m,n]=parallel(m1,n1,m2,n2)G=tf(m,n)m=120297n=1452G=2s^2+9s+7---------------------%两模型并联
5、后的系统传递函数H(s)=H1(s)+H2(s)s^3+4s^2+5s+2Continuous-timetransferfunction.（1）求两模型在负反馈连接下的系统传递函数。答：>>m1=[1,5];n1=conv([1],conv([1,1],[1,2]));m2=1;n2=[1,1];[m,n]=feedback(m1,n1,m2,n2,-1)G=tf(m,n)m=0165n=1467G=s^2+6s+5---------------------%两模型在负反馈连接下的系统传递函数s^3+4s^2+6s+7Continuous-timetrans
6、ferfunction.123．作出上题中（1）的BODE图，并求出幅值裕度与相位裕度。答：>>num=[1,5];den=[1,4,5,2];w=logspace(-1,2);sys=tf(num,den)bode(num,den);[g,p,wg,wp]=margin(sys)sys=s+5---------------------s^3+4s^2+5s+2Continuous-timetransferfunction.g=%幅值裕度18.0016p=%相位裕度67.3499wg=%相角频率4.7960wp=%截止频率1.1127l幅值裕度g=18.00
7、16l相位裕度p=67.3499l相角频率wg=4.7960l截止频率wp=1.112712lBode图4.给定系统开环传递函数为，绘制系统的根轨迹图与奈奎斯特曲线，并求出系统稳定时的增益K的范围。答：（1）代码>>num=[1];den=conv([1,2],[1,2,5]);G=tf(num,den)figure(1)pzmap(G);figure(2)rlocus(G);figure(3)nyquist(G)G=1----------------------s^3+4s^2+9s+10Continuous-timetransferfunction.（2
8、）零极点分布图和根轨迹图12图1零极点分布图图2根轨
