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文本内容:
《控制系统仿真与CAD》实验指导书适用自动化、测控、电气、电控荷专业电气自动化系自动化教研室2011年2月实验1M函数的编写
1.实验目的掌握在__tlab环境下编写并运行M函数的操作方法
2.实验内容对给定的二阶欠阻尼传递函数,编制一个函数程序,计算阶跃响应的特征参数超调量б%、峰值时间Tp、上升时间Tr、过渡过程时间Ts(2%)b=7500;a=[
134.57500];
3.实验步骤1开机后在Windows状态下,启动__tlab
7.1环境;2__TLAB的Editor/Debugger窗口来编辑程序;3输入下列源程序%mp超调量,Tp峰值时间,Tr上升时间,Ts调节时间function[mpTpTrTs]=exp1numdent=0:
0.005:1;y=stepnumdent;plotty;%求mp与TpN=lengtht;yss=yN;%yss:稳态值[y__xi]=__xy;mp=y__x-yss*100/yss;Tp=ti;%求Tryr1=
0.1*yss;yr2=
0.9*yss;i=1;whileyiyr1i=i+1;endt1=ti;whileyiyr2i=i+1;endt2=ti;Tr=t2-t1;%求Ts调节时间symbol=0;%symbol超标标志fori=1:1:Nforj=1:1:N-iifabsyi+j-yss/yss
0.02symbol=1;endendifsymbol==1symbol=0;elsebreak;endendTs=ti;i=N;whileabsyi-yss/yss=
0.02i=i-1;endTs=ti;4把源程序以文件形式保存到__TLAB的Work子目录下;5调用编写的函数程序,运行源程序;6打印源程序清单,并将二阶欠阻尼系统性能指标的结果保存实验2运用SIMULINK对系统仿真
1.实验目的掌握运用SIMULINK能力
2.实验内容如下图所示,生成系统结构图后,改变输入__电平从1~6,其系统饱和环节的上下限为-1~1,将对这6种情况分别进行仿真并计算其超调量,将其绘制在同一张图中进行比较在系统仿真的程序中,使用for循环命令时间轴t=
00.110输入为Inport模块,输出分别到工作空间、示波器和Output模块中系统结构框图其中
3.实验步骤1开机后在Windows状态下,启动__tlab
7.1环境;2打开SIMULINK,搭建系统结构框图,并保存为example.mdl;3__TLAB的Editor/Debugger窗口来编辑M文件,运用sim命令,对模型进行外部的仿真;4输入下列源程序t=[0:
0.1:10];mp=zeros61;fori=1:6ut=[ti*onessizet];[tsimxysim]=simexample10[]ut;plottsimysim;gridholdonn=lengthysim;yss=ysimn;mpi=__xysim-yss/yss*100;endholdoff5把源程序以文件形式保存到__TLAB的Work子目录下;6运行源程序;7打印源程序清单,并保存图形实验3控制系统的时域和频域分析
1.实验目的掌握绘制系统根轨迹图,对系统时域和频域的分析
2.实验内容对一个单位负反馈系统,绘制其Bode图和Nyquist图;绘制系统根轨迹图,判断开环增益K如何变化时,系统稳定,并分别绘制K变化系统阶跃响应;分析系统对斜坡响应的稳态误差
3.实验步骤1开机后在Windows状态下,启动__tlab
7.1环境;2__TLAB的Editor/Debugger窗口来编辑M文件;3输入下列源程序%绘制Bode图K=
1.5;numo=1;deno=
[1320];figure1;bodeK*numodeno;grid;%绘制奈奎斯特图figure2;nyquistK*numodeno;%使用根轨迹法对于不同增益K的变化,分析系统稳定性和系统的阶跃响应figure3;rlocusnumodeno;K1=rlocfindnumodeno[cpoleKrange]=rlocusnumodeno[0:
0.1:10];[Krangecpole]range_k=[
0.2368];t=[0:
0.1:20];y=zeroslengtht4;fori=1:4[numc_idenc_i]=clooprange_ki*numodeno;y:i=stepnumc_idenc_it;endfigure4;subplot211;plotty:1:2;grid;subplot212;plotty:3:4;grid;gtextK=
0.2gtextK=3gtextK=6gtextK=8%系统对斜坡响应的稳态误差[numcdenc]=cloopK*numodeno;yramp=lsimnumcdenctt;ess=t-yramp;figure5;subplot211;plottttyramp;grid;subplot212;plottess;grid;4把源程序以文件形式保存到__TLAB的Work子目录下;5运行源程序;6打印源程序清单,并绘制图形实验4控制系统模型转换及稳定性判定
1.实验目的掌握在__tlab环境下控制系统模型之间的转换及系统稳定性的判定
2.实验内容给定一个四阶系统的状态方程模型,要求判断系统的稳定性及系统是否为最小相位系统
3.实验步骤1开机后在Windows状态下,启动__tlab
7.1环境;2__TLAB的Editor/Debugger窗口来编辑M文件;3输入下列源程序%系统描述A=[12-12;2630;47-8-5;7216];B=[-1001];C=[-2561];D=7;%求系统的零极点[zp]=ss2zpABCD%检验极点的实部;求取极点实部大于零的个数ii=findrealp0;n1=lengthii;%检验零点的实部;求取零点实部大于零的个数jj=findrealz0;n2=lengthjj;%判断系统是否稳定ifn10dispThesystemisunstable.dispTheunstablepolesare:disppiielsedispThesystemisstable.end%判断系统是否为最小相位系统ifn20dispThesystemisano__ini__lphaseone.elsedispThesyetemisamini__lphaseone.end%绘制零极点图pz__ppz;4把源程序以文件形式保存到__TLAB的Work子目录下;5运行源程序;6打印源程序清单,并绘制给定的四阶系统模型的零极点图形KGs+-r。