控制系統(tǒng)計算機(jī)仿真 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 renew

《控制系統(tǒng)計算機(jī)仿真》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書目錄實(shí)驗(yàn)一時變或非線性微分方程求解實(shí)驗(yàn)二控制系統(tǒng)的模型及其轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)三控制系統(tǒng)的時域、頻域和根軌跡分析實(shí)驗(yàn)四動態(tài)仿真集成環(huán)境-Simulink實(shí)驗(yàn)五直流電機(jī)自動調(diào)速系統(tǒng)控制器設(shè)計實(shí)驗(yàn)一Matlab使用方法和程序設(shè)計一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握Matlab軟件使用的基本方法；2、熟悉Matlab的數(shù)據(jù)表示、基本運(yùn)算和程序控制語句3、熟悉Matlab繪圖命令及基本繪圖控制4、熟悉Matlab程序設(shè)計的基本方法二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、幫助命令使用help命令，查找sqrt（開方）函數(shù)的使用方法；2、矩陣運(yùn)算（1）矩陣的乘法已知A=[12;34];B=[55;78];求A"2*B（2）矩陣除法已知A=[123;456;789];B=[100;020;003];A\B,A/B（3）矩陣的轉(zhuǎn)置及共軛轉(zhuǎn)置已知A=[5+i,2-i,1;6*i,4,9-i];求A.',A'（4）使用冒號表達(dá)式選出指定元素已知：A=[123;456;789];求A中第3列前2個元素；A中所有列第2,3行的元素；方括號口用magic函數(shù)生成一個4階魔術(shù)矩陣，刪除該矩陣的第四列3、多項(xiàng)式（1）求多項(xiàng)式p（x）=x3-2x-4的根（2）已知入=[1.2350.9;51.756;3901;1234]，求矩陣A的特征多項(xiàng)式；把矩陣A作為未知數(shù)代入到多項(xiàng)式中；4、基本繪圖命令（1）繪制余弦曲線y=cos（t）,te[0,2n]（2）在同一坐標(biāo)系中繪制余弦曲線y=cos（t-0.25）和正弦曲線y=sin（t-0.5）,te[0,2n]5、基本繪圖控制繪制[0，4n]區(qū)間上的x1=10sint曲線，并要求：（1）線形為點(diǎn)劃線、顏色為紅色、數(shù)據(jù)點(diǎn)標(biāo)記為加號；（2）坐標(biāo)軸控制：顯示范圍、刻度線、比例、網(wǎng)絡(luò)線（3）標(biāo)注控制：坐標(biāo)軸名稱、標(biāo)題、相應(yīng)文本；6、基本程序設(shè)計（1）編寫命令文件：計算1+2+???+n<2000時的最大n值；（2）編寫函數(shù)文件：分別用for和while循環(huán)結(jié)構(gòu)編寫程序，求2的0到n次幕的和。（3）如果想對一個變量x自動賦值。當(dāng)從鍵盤輸入）或丫時（表示是），x自動賦為1；當(dāng)從鍵盤輸入n或N時（表示否），乂自動賦為0；輸入其他字符時終止程序。三、實(shí)驗(yàn)報告要求：編寫實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中的相關(guān)程序在計算機(jī)中運(yùn)行，程序、運(yùn)行結(jié)果及相關(guān)圖形一并寫在報告上。實(shí)驗(yàn)二控制系統(tǒng)的模型及其轉(zhuǎn)換一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握建立控制系統(tǒng)模型的函數(shù)及方法；2、掌握控制系統(tǒng)模型間的轉(zhuǎn)換方法及相關(guān)函數(shù);3、熟悉控制系統(tǒng)模型的連接方法；4、掌握典型系統(tǒng)模型的生成方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：控制系統(tǒng)模型1.1系統(tǒng)的模型為4(s+2)(s2+6s+6)G(s)=s(s+1)3(S3+3s2+2s+5)試建立系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型。1.2己知單輸入雙輸出系統(tǒng)的零極點(diǎn)模型「3(s+12)]L4(s+5)(s+3)」G(s)=—(s+3)(s+4)(s+5)建立系統(tǒng)的零極點(diǎn)模型。1.3給定系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達(dá)式，-2.8-1.4001.4000-1.8-0.3-1.4-0.6000.60y(t-2.8-1.4001.4000-1.8-0.3-1.4-0.6000.60y(t)=[。001]x(t)x(t)=建立系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型?！?]0x(t)+10u(t)已知兩個系統(tǒng)X+13〕x1+u11-2y=h1X+13〕x1+u10-1lX21-3y=114〕x220-1lX2求按串聯(lián)、并聯(lián)、系統(tǒng)2聯(lián)接在反饋通道時的負(fù)反饋系統(tǒng)的狀態(tài)方程。4、典型系統(tǒng)的生成：4典型二階系統(tǒng)/、①2H(s)="s2+2^0s+①2試建立0〃=6,&=0」時的系統(tǒng)傳遞函數(shù)模型。5、連續(xù)系統(tǒng)的離散化：對連續(xù)系統(tǒng)6(s+3)G(s)=(s+1)(s+2)(s+5)在采樣周期T=0.1時進(jìn)行離散化。三、實(shí)驗(yàn)報告要求：編寫實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中的相關(guān)程序在計算機(jī)中運(yùn)行，程序、運(yùn)行結(jié)果及相關(guān)圖形一并寫在報告上。

實(shí)驗(yàn)三控制系統(tǒng)的時域、頻域和根軌跡分析一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握如何使用Matlab進(jìn)行系統(tǒng)的時域分析2、掌握如何使用Matlab進(jìn)行系統(tǒng)的頻域分析3、掌握如何使用Matlab進(jìn)行系統(tǒng)的根軌跡分析二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、時域分析201.1、某系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為20G(s)=s4+8s3+36s2+40s試編程求系統(tǒng)在單位負(fù)反饋下的階躍響應(yīng)曲線，并求最大超調(diào)量。1.2、典型二階系統(tǒng)編程求：當(dāng)°n=6,&分別取值為0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.5、2.0時的單位階躍響應(yīng)曲線。1.3、典型二階系統(tǒng)傳遞函數(shù)為:繪制當(dāng)3=0.7,氣分別取2、4、6、8、1。、12時的單位階躍響應(yīng)曲線。2、根軌跡分析根據(jù)下面負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)，繪制系統(tǒng)根軌跡，并分析使系統(tǒng)穩(wěn)定的K值范圍。ks(s+1)(s+3)3、頻域分析典型二階系統(tǒng)傳遞函數(shù)為：3.1繪制當(dāng)：&=°.7,①〃取2、4、6、8、10、12時的伯德圖3.2繪制當(dāng)：們〃=6,&分別取0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.5、2.0時的伯德圖。三、實(shí)驗(yàn)報告要求：編寫實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中的相關(guān)程序在計算機(jī)中運(yùn)行，程序、運(yùn)行結(jié)果及相關(guān)圖形一并寫在報告上。實(shí)驗(yàn)I動態(tài)仿真集成環(huán)境一Simulink一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉Simulink模塊庫中常用標(biāo)準(zhǔn)模塊的功能及其應(yīng)用；2、掌握利用Simulink在用戶窗口中建立控制系統(tǒng)仿真模型的方法;3、掌握模塊參數(shù)和仿真參數(shù)的設(shè)置以及建立子系統(tǒng)的方法。實(shí)驗(yàn)I動態(tài)仿真集成環(huán)境一Simulink二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容t〉30t<30用Simulink對以下系統(tǒng)進(jìn)行仿真t〉30t<30I2u(t),y(t)=<q、\8u(t),其中u(t)為系統(tǒng)輸入，y(t)為系統(tǒng)輸出，仿真當(dāng)輸入為正弦信號時，輸出的信號的波形，仿真時間0<t<100。在滑艇的運(yùn)行過程中，滑艇主要受到如下作用力的控制：滑艇自身的牽引力F，滑艇受到的水的阻力f。其中水的阻力f=u2-u，u為滑艇的運(yùn)動速度。由運(yùn)動學(xué)的相關(guān)定理可知，整個滑艇系統(tǒng)的動力學(xué)方程為：1「廠u=[F—(u2—u)]m其中，m為滑艇的質(zhì)量。假設(shè)滑艇的質(zhì)量為1000kg，建立此系統(tǒng)的Simulink模型并進(jìn)行分析。輸入教材中P219中例題6-2并作仿真。三、實(shí)驗(yàn)報告要求：編寫實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中的相關(guān)算法，算式，編制程序在計算機(jī)中運(yùn)行，程序、運(yùn)行結(jié)果及相關(guān)圖形一并寫在報告上。實(shí)驗(yàn)五直流電機(jī)控制器設(shè)計已知直流電動機(jī)傳遞函數(shù)是G(s)=40/(s"2+A*S+B),其中A和B分別是你自己學(xué)號的最末兩位數(shù)和次末兩位數(shù)。試設(shè)計電動機(jī)控制器，使閉環(huán)系統(tǒng)滿足以