控制系統(tǒng)仿真實驗報告

1、 某理工大學電力工程學院學生實驗報告實驗課程名稱： 控 制 系 統(tǒng) 仿 真 實 驗 開課實驗室：計算中心2082015 年 6月 16日年級、專業(yè)、班學號某成績實驗項目 名 稱指 導 教 師教 師 評 語教師簽名：年 月 日一、實驗目的二、實驗原理三、使用儀器、材料四、實驗步驟五、實驗過程原始記錄（數(shù)據(jù)、圖表、計算等）六、實驗結果及分析實驗一 電路的建模與仿真一、實驗目的1、了解KCL、KVL原理；2、掌握建立矩陣并編寫M文件；3、調試M文件，驗證KCL、KVL；4、掌握用simulink模塊搭建電路并且進行仿真。二、實驗內容電路如圖1所示，該電路是一個分壓電路，已知，。試求恒壓源的電流和電壓

2、、。圖1三、列寫電路方程（1）用歐姆定律求出電流和電壓（2）通過KCL和KVL求解電流和電壓(1) I=Vs/(R1+R2)=2A , V1=I*R1 =6V , V2=I*R2=14V (2) I*R1+I*R2-Vs=0 , V1=I*R1 , V2=I*R2 ,= I=2A,V1=6V,V2=14V.四、編寫M文件進行電路求解（1）M文件源程序（2）M文件求解結果（1）M文件源程序R1=3;R2=7;Vs=20;I=Vs/(R1+R2)V1=I*R1V2=Vs-V1（2）M文件求解結果I=2V1=6V2=14五、用simulink進行仿真建模（1）給出simulink下的電路建模圖（2）

3、給出simulink仿真的波形和數(shù)值電流I波形I=2A電壓U1波形,U1=6V電壓U2波形,U2=14V六、結果比較與分析 根據(jù)M文件編程輸入到matlab中，實驗結果與理論計算結果一致。實驗二 數(shù)值算法編程實現(xiàn)一、實驗目的掌握各種計算方法的基本原理，在計算機上利用MATLAB完成算法程序的編寫拉格朗日插值算法程序，利用編寫的算法程序進行實例的運算。二、實驗說明1給出拉格朗日插值法計算數(shù)據(jù)表；2利用拉格朗日插值公式，編寫編程算法流程，畫出程序框圖，作為下述編程的依據(jù)；3根據(jù)MATLAB軟件特點和算法流程框圖，利用MATLAB軟件進行上機編程；4調試和完善MATLAB程序；5由編寫的程序根據(jù)實驗

4、要求得到實驗計算的結果。三、實驗原始數(shù)據(jù)上機編寫拉格朗日插值算法的程序，并以下面給出的函數(shù)表為數(shù)據(jù)基礎，在整個插值區(qū)間上采用拉格朗日插值法計算，寫出程序源代碼，輸出計算結果：-2.15-1.000.011.022.033.2517.037.241.052.0317.0623.05四、拉格朗日插值算法公式及流程框圖N=5,則使用六點插值公式：+輸入k=1,nj=1nk=j?輸出x，y五、程序代碼function y=lagrange(x0,y0,x);x0=-2.15 -1.00 0.01 1.02 2.03 3.25;y0=17.03 7.24 1.05 2.03 17.06 23.05;x=

5、0.6n=length(x0);m=length(x); for i=1:m z=x(i); s=0.0; for k=1:n p=1.0; for j=1:n if j=k p=p*(z-x0(j)/(x0(k)-x0(j); end end s=p*y0(k)+s; end y(i)=s; end六、計算結果=0.0201實驗三 動態(tài)電路的建模及仿真一、實驗目的1了解動態(tài)電路的理論，掌握動態(tài)電路建模的基本原理；2熟悉MATLAB的Simulink模塊，并掌握使用模塊搭建過程。二、實驗說明電力系統(tǒng)是一個大規(guī)模、時變的復雜系統(tǒng)，主要由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成，在國民經濟中占有非常

6、重要的作用。動態(tài)過程是電力系統(tǒng)中的存在的常態(tài)結構形式，為了更好的理解動態(tài)過程的理論，掌握動態(tài)過程的物理本質，本實驗利用MATLAB搭建一個包含RLC元件的簡單動態(tài)系統(tǒng)，采用編程和數(shù)值模型仿真的方法分別進行分析計算，得出計算結果。三、實驗內容電路如圖2所示，該電路是一個RLC電路，已知，。試求電感的電流和電容的電壓。圖2四、編寫M文件進行電路求解（1）M文件源程序（2）M文件求解結果由基爾霍夫定律分析得：function secord=zy3(t,y) US=200;L=0.000004;C=0.000004;R=1.5;secord=(-1/(R*C)*y(1)+(1/C)*y(2);(-1/

7、L)*y(1)+(US/L);然后在mand and window上輸入：然后在mand and window上輸入：clear;tspan=0,10; y0=0;0;tspan=0,0.0001;y0=0;0; t,yy=ode45(zy3,tspan,y0);plot(t,yy);xlabel(t);五、用simulink進行仿真建模（1）給出simulink下的電路建模圖（2）給出simulink仿真的波形和數(shù)值六、結果比較與分析在使用MATLAB解決正弦穩(wěn)態(tài)電路的時候一般可以采用歐拉公式法和相量法兩種思路進行理論分析計算。掌握SIMULINK建模的方法，使用SIMULINK對正弦穩(wěn)態(tài)電

8、路進行建模分析。實驗四 正弦穩(wěn)態(tài)電路的設計及仿真一、實驗目的1、掌握正弦穩(wěn)態(tài)電路分析的方法；2、并掌握使用模塊搭建過程。二、實驗說明電力系統(tǒng)在正弦穩(wěn)態(tài)電源的激勵下會在整個系統(tǒng)中產生正弦穩(wěn)態(tài)的響應，一般在對正弦穩(wěn)態(tài)電路進行分析的時候采用相量法進行分析。在使用MATLAB解決正弦穩(wěn)態(tài)電路的時候一般可以采用歐拉公式法和相量法兩種思路進行理論分析計算。掌握SIMULINK建模的方法，使用SIMULINK對正弦穩(wěn)態(tài)電路進行建模分析。三、實驗內容電路如圖3所示，該電路是一個正弦穩(wěn)態(tài)電路，已知，。試求各支路電流，并且繪制各支路電流的時間曲線。圖3四、編寫M文件進行電路求解（1）M文件源程序（2）M文件求解結

9、果R1=5;R2=5;R3=5;XL=2;XC=3;US1=15;US2=5;IS=3;R=1 1 1 0 0;0 0 -1 1 1;R1 -j*XL 0 0 0;R1 0 -R2 -R3 0;0 0 0 -R3 -j*XC;U=-IS;IS;US1;US2;US2;I=RUUR=I(1)*R1UC=-j*XC*I(5)w=314;t=0:0.001:0.1;I1=abs(I(1)*sin(w*t+angle(I(1);I2=abs(I(2)*sin(w*t+angle(I(2);I3=abs(I(3)*sin(w*t+angle(I(3);I4=abs(I(4)*sin(w*t+angle(I(4);I5=abs(I(5)*sin(w*t+angle(I(5);UR1=abs(UR)*sin(w*t+angle(UR);UC1=abs(UC)*sin(w*t+angle(UC);plot(t,I1,t,I2,t,I3,t,I4,t,I5,t,UR1,t,UC1)五、用simulink進行仿真建模（1）給出simulin