機(jī)械控制工程基礎(chǔ)matlab仿真實(shí)驗(yàn)上機(jī)仿真試驗(yàn)1202

1、 機(jī)械控制工程基礎(chǔ)MATLAB仿真實(shí)驗(yàn)何柏巖2007年12月1內(nèi)容提要一、MATLAB基本知識(shí)與操作二、MATLAB的 Simulink工具箱簡介三、MATLAB的頻率特性分析實(shí)驗(yàn)二 頻率特性仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)三 閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真實(shí)驗(yàn)2一、 MATLAB 基本知識(shí)與操作3基本界面M文件執(zhí)行命令4MATLAB基本練習(xí)課本 P 27-28用Matlab展開部分式5MATLAB基本練習(xí)課本 P112-115定義傳遞函數(shù)， 畫零極點(diǎn)圖6MATLAB基本練習(xí)課本 P112計(jì)算系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)7MATLAB基本練習(xí)num=1 20 50;den=1 15 84 223 309 240 100;t=(0:0.

2、1:20);figure(1);impulse(num,den,t);figure(2);step(num,den,t);figure(3);u1=(t);hold on;plot(t,u1);lsim(num,den,u1,t);figure(4)u2=sin(t)hold on;plot(t,u2)lsim(num,den,u2,t)8二、 MATLAB的 Simulink工具箱簡介 9(MATLAB+Simulink)10用SIMULINK仿真的步驟1、簡單模型的建立 （1）建立模型窗口（2）將功能模塊由模塊庫窗口復(fù)制到模型窗口（3）對(duì)模塊進(jìn)行連接，從而構(gòu)成需要的系統(tǒng)模型11用SIMUL

3、INK仿真的步驟2 、 仿真運(yùn)行構(gòu)建好一個(gè)系統(tǒng)的模型之后，接下來的事情就是運(yùn)行模型，得出仿真結(jié)果。運(yùn)行一個(gè)仿真的完整過程分成三個(gè)步驟：設(shè)置仿真參數(shù)，啟動(dòng)仿真仿真結(jié)果分析。12系統(tǒng)方框圖-模型建立13系統(tǒng)仿真運(yùn)行14基于系統(tǒng)方框圖的分析課本 P302 （2）計(jì)算系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)15三、 MATLAB 頻率特性分析16 對(duì)數(shù)頻率特性圖包括了對(duì)數(shù)幅頻特性圖和對(duì)數(shù)相頻特性圖。橫坐標(biāo)為頻率w，采用對(duì)數(shù)分度，單位為弧度/秒；縱坐標(biāo)均勻分度，分別為幅值函數(shù)20lgA(w)，以dB表示；相角以度表示。 bode(num,den)：繪制傳遞函數(shù)表示的系統(tǒng)的波特圖。 bode(num,den,w)：利用指定的角頻率

4、繪制出系統(tǒng)的波特圖。 當(dāng)帶輸出變量mag,pha,w或mag,pha引用函數(shù)時(shí)，可得到系統(tǒng)波特圖相應(yīng)的幅值mag、相角pha及角頻率點(diǎn)w矢量或只是返回幅值與相角。相角以度為單位，幅值可轉(zhuǎn)換為分貝單位：magdb=20log10(mag)對(duì)數(shù)頻率特性(Bode圖)17繪制Bode圖程序num=0 9 1.8 9;den=1 1.2 9 0;w=logspace(-2,3,100);figure(1);bode(num,den,w)grid on;figure(2);bode(num,den);mag,pha,wi=bode(num,den,w);課本 1651819繪制Nyquist圖程序num

5、=0 0 1;den=1 1;figure(1);nyquist(num,den);%極坐標(biāo)幅相頻特性圖grid on;課本 P164頻率特性的Matlab分析計(jì)算2021實(shí)驗(yàn)二 頻率特性仿真實(shí)驗(yàn)22實(shí)驗(yàn)原理 05V010VCH.152調(diào)速器電機(jī)測速發(fā)電機(jī)信號(hào)發(fā)生器示波器圖1 試驗(yàn)裝置的構(gòu)成測速發(fā)電機(jī)增益： 23實(shí)驗(yàn)二 要求 求：傳遞函數(shù)的Matlab表達(dá) （程序）系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)曲線 （畫圖）給出Simulink環(huán)境下的方框圖（畫圖）系統(tǒng)的Bode圖 （畫圖）系統(tǒng)的Nyquist圖 （畫圖）電機(jī)24實(shí)驗(yàn)三 閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真實(shí)驗(yàn)25實(shí)驗(yàn)原理 測速發(fā)電機(jī)增益： 執(zhí)行量測速發(fā)電機(jī)電路-B(s)變頻器電路PID運(yùn)算電機(jī)圖1 PID閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖26設(shè)計(jì)要求求:設(shè)計(jì)PID校正裝置給定如下設(shè)計(jì)指標(biāo)，通過系統(tǒng)運(yùn)行試驗(yàn)確定合適的PID參數(shù)值。調(diào)整時(shí)間 最大超調(diào)量（穩(wěn)態(tài)誤差）27系統(tǒng)方框圖閉環(huán)系統(tǒng)分析與校正執(zhí)行量測速發(fā)電機(jī)電路-B(s)變頻器電路PID運(yùn)算電機(jī)圖1 PID閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖求 Kp=? Ti=? Td=028仿真模型無PID29仿真模型有PI30仿真模型有PID31實(shí)驗(yàn)三 要求單位反饋下，在S