實驗室指導(dǎo)書-確定版

-.z?MATLAB與系統(tǒng)仿真?實驗指導(dǎo)書**師*學(xué)院信息工程學(xué)院二零零九年九月前言?MATLAB與系統(tǒng)仿真?課程的教學(xué)內(nèi)容為MATLAB軟件的根本編程與應(yīng)用操作，由于該軟件功能太多，使用*圍和涉及的應(yīng)用領(lǐng)域較廣，是一門實用性很強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)課程，要使學(xué)生學(xué)習(xí)好本門課，除在課堂上做根本應(yīng)用方法的學(xué)習(xí)外，還必須有針對性的學(xué)習(xí)與專業(yè)理論知識相關(guān)的應(yīng)用方法，由于該課程的特殊性，要求學(xué)生邊學(xué)習(xí)邊上機(jī)操作和練習(xí)，通過具體的專業(yè)問題來掌握和熟練該軟件的根本使用方法，所以上機(jī)實驗是必不可少的一個掌握軟件操作方法的重要學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)。MATLAB軟件是一種進(jìn)展科學(xué)與工程計算的交互式程序語言，能夠方便地進(jìn)展矩陣運算及控制和信息處理領(lǐng)域的分析計算，它是用于自動控制系統(tǒng)分析設(shè)計、系統(tǒng)辨識和信號處理的仿真工具。為了使機(jī)械專業(yè)的學(xué)生更好的掌握計算機(jī)仿真技術(shù)，根據(jù)教學(xué)要求，我們特編寫了?MATLAB與系統(tǒng)仿真?實驗指導(dǎo)書，與理論課程的教學(xué)配套使用。根據(jù)我校?MATLAB與系統(tǒng)仿真?課程教學(xué)大綱的要求，在學(xué)生學(xué)習(xí)完相關(guān)課程并對所學(xué)的根本知識有了初步的了解后，再經(jīng)過實驗訓(xùn)練，掌握所學(xué)理論的實際應(yīng)用方法，為今后從事自動控制領(lǐng)域的相關(guān)工作打下扎實的根底。本實驗指導(dǎo)書是根據(jù)學(xué)校教學(xué)大綱要求掌握的內(nèi)容編寫的,有實驗工程十個，任課教師可根據(jù)各專業(yè)的教學(xué)大綱以及教學(xué)方案的安排，選做局部或全部的實驗工程。本實驗指導(dǎo)書在編寫過程中，由于水平有限，缺乏與失誤在所難免，將在使用中不斷進(jìn)展補(bǔ)充與修改，更希望得到珍貴意見和建議。編者2009.8實驗一Matlab環(huán)境語法及數(shù)學(xué)運算一、實驗?zāi)康?、掌握Matlab軟件使用的根本方法；2、熟悉Matlab的數(shù)據(jù)表示、根本運算方法；二、實驗儀器與軟件1、PC機(jī)1臺2、MATLAB7.0環(huán)境 三、實驗原理1、 MATLAB的集成環(huán)境MATLAB環(huán)境是一種為數(shù)值計算、數(shù)據(jù)分析和圖形顯示效勞的交互式的環(huán)境。MATLAB集成環(huán)境包括MATLAB主窗口、命令窗口(mandWindow)、工作空間窗口(Workspace)、歷史命令窗口(mandHistory)、當(dāng)前目錄窗口(CurrentDirectory)和啟動平臺窗口(LaunchPad)。a. 主窗口MATLAB主窗口是MATLAB的主要工作界面。b．命令窗口〔ThemandWindow〕當(dāng)MATLAB啟動后，出現(xiàn)的最大的窗口就是命令窗口。命令窗口是MATLAB的主要交互窗口，用于輸入命令并顯示除圖形以外的所有執(zhí)行結(jié)果。用戶可以在提示符“>>〞后面輸入交互的命令，這些命令就立即被執(zhí)行。c． 工作空間窗口(Workspace)工作空間是MATLAB用于存儲各種變量和結(jié)果的內(nèi)存空間。d． 歷史命令窗口(mandHistory) 在默認(rèn)設(shè)置下，歷史記錄窗口中會自動保存自安裝起所有用過的命令的歷史記錄，并且還標(biāo)明了使用時間，從而方便用戶查詢。e． 當(dāng)前目錄窗口(CurrentDirectory)當(dāng)前目錄是指MATLAB運行文件時的工作目錄，只有在當(dāng)前目錄或搜索路徑下的文件、函數(shù)可以被運行或調(diào)用。f. 啟動平臺窗口(LaunchPad)MATLAB7.0的啟動平臺窗口可以幫助用戶方便地翻開和調(diào)用MATLAB的各種程序、函數(shù)和幫助文件。2、MATLAB幫助系統(tǒng)進(jìn)入幫助窗口幫助命令MATLAB幫助命令包括help、lookfor。3、變量的操作a.變量的定義 變量是編程語言中數(shù)據(jù)的符號標(biāo)識和載體。b. 變量的賦值 通過等于符號將表達(dá)式的值賦予變量。d. 變量的管理 變量查詢:who和whos指令；e*ist指令。 變量刪除：clear指令。e. 變量的輸出格式 變量輸出時用戶可以用format命令設(shè)置或改變數(shù)據(jù)輸出格式。f. 變量的保存與加載 保存當(dāng)前工作空間中的所有的變量在MAT文件中。方法一：翻開File菜單的SaveWorkspaceAs…菜單項。方法二：利用Save指令。利用Load指令可以加載所有保存的變量。三、實驗內(nèi)容了解MATLAB語言環(huán)境：MATLAB的啟動，運行，關(guān)閉；MATLAB的各個窗口的作用；MATLAB的聯(lián)機(jī)幫助及實例演示：使用help命令，查找sqrt〔開方〕函數(shù)的使用方法完成以下變量的相關(guān)操作：a．去除工作空間中的所有變量；b．觀察路徑，是否在matlab\work文件夾下；c．建立數(shù)據(jù)數(shù)：a1=5；a2=3+5i；一維數(shù)組： 20個從3到8的等距離數(shù)組b1；20個步長為0.3的從1開場的數(shù)組b2；二維數(shù)組： 4*4的一個二維數(shù)組b3，內(nèi)容不限；d．設(shè)置輸出格式為16位；e．計算a1的平方根a1_s；a2的幅值a2_a；f．用who和whos指令觀察變量名字，類型等內(nèi)容；g．將變量b1,b2保存到文件p1_0908,然后在工作空間把他們刪除；h．將剩余所有變量保存到文件p2_0908,然后在工作空間把他們?nèi)縿h除；i．載入文件p1_0908；四、實驗報告要求利用所學(xué)知識，完成上述實驗內(nèi)容，并將實驗步驟和實驗結(jié)果寫在實驗報告上。-.z實驗二MATLAB數(shù)值運算與繪圖一、實驗?zāi)康膌、熟悉Matlab中各類數(shù)據(jù)，尤其是矩陣的定義、賦值和運用；2、了解Matlab的矩陣分析函數(shù)以及求線性方程組的數(shù)值解；3、熟悉多項式運算函數(shù)、數(shù)值插值；二、實驗儀器與軟件1、PC機(jī)1臺2、MATLAB7.0環(huán)境 三、實驗原理1、創(chuàng)立矩陣的方法a.直接輸入法規(guī)則矩陣元素必須用[]括住，矩陣元素必須用逗號或空格分隔，在[]內(nèi)矩陣的行與行之間必須用分號分隔。b.利用M文件建立矩陣 對于比較大且比較復(fù)雜的矩陣，可以為它專門建立一個M文件。 c.利用冒號表達(dá)式建立一個向量冒號表達(dá)式可以產(chǎn)生一個行向量，一般格式是：e1:e2:e3,其中e1為初始值，e2為步長，e3為終止值。d.用matlab函數(shù)創(chuàng)立矩陣：空陣[]：matlab允許輸入空陣，當(dāng)一項操作無結(jié)果時，返回空陣；rand：隨機(jī)矩陣；eye：單位矩陣；zeros：全部元素都為0的矩陣；ones：全部元素都為1的矩陣2、矩陣算術(shù)運算a.矩陣加、減〔＋,－〕運算規(guī)則：〔1〕相加、減的兩矩陣必須有一樣的行和列兩矩陣對應(yīng)元素相加減?！?〕允許參與運算的兩矩陣之一是標(biāo)量，標(biāo)量與矩陣的所有元素分別進(jìn)展加減操作。b.矩陣乘(，./，.\〕運算規(guī)則：A矩陣的列數(shù)必須等于B矩陣的行數(shù)；標(biāo)量可與任何矩陣相乘。c.矩陣乘方〔a^n,a^p,p^a〕運算規(guī)則：a^p:a自乘p次冪,對于p的其它值,計算將涉及特征值和特征向量，如果p是矩陣，a是標(biāo)量,a^p使用特征值和特征向量自乘到p次冪；如a,p都是矩陣，a^p則無意義。3、矩陣關(guān)系運算MATLAB提供了6種關(guān)系運算符：<(小于)、<=(小于或等于)、>(大于)、>=(大于或等于)、==(等于)、～=(不等于)。4、矩陣邏輯運算MATLAB提供了3種邏輯運算符：&(與)、|(或)和～(非)。5、多項式運算在Matlab中，n次多項式是用一個長度為n+1的向量來表示，向量降冪排列，缺少的冪次項系數(shù)為0。如：f(*)=an*n+an-1*n-1+……+a0可用行向量P=[anan-1……a1a0]表示；a. 多項式求根：MATLAB提供的roots函數(shù)用于求多項式的全部根，其調(diào)用格式為：*=roots(P)其中P為多項式的系數(shù)向量，求得的根賦給向量*。多項式逆運算：假設(shè)多項式的全部根，則可以用poly函數(shù)建立起該多項式，其調(diào)用格式為：P=poly(*)6、曲線擬合在MATLAB中，用polyfit函數(shù)來求得最小二乘擬合多項式的系數(shù)，再用polyval函數(shù)按所得的多項式計算所給出的點上的函數(shù)近似值。polyfit函數(shù)的調(diào)用格式為：[P,S]=polyfit(*,Y,m)函數(shù)根據(jù)采樣點*和采樣點函數(shù)值Y，產(chǎn)生一個m次多項式P及其在采樣點的誤差向量S。7、插值運算插值：在數(shù)據(jù)之間計算估計值的過程；根據(jù)自變量的維數(shù)不同，插值方法可以分為一維插值和二維插值等；a.一維數(shù)據(jù)插值在MATLAB中，實現(xiàn)一維插值的函數(shù)是interp1，其調(diào)用格式為：z=interp1(*,y,*0,'method')函數(shù)根據(jù)*,y的值，計算函數(shù)在*1處的值。*,y分別描述采樣點和樣本值，*0是一個向量或標(biāo)量，描述欲插值的點，z是一個與*0等長的插值結(jié)果,method是插值方法。b.二維數(shù)據(jù)插值在MATLAB中，提供了解決二維插值問題的函數(shù)interp2，其調(diào)用格式為：zi=interp2(*,y,z,*0,y0,'method')其中*,y分別描述兩個參數(shù)的采樣點，z是與參數(shù)采樣點對應(yīng)的函數(shù)值，*0,y0是兩個向量或標(biāo)量，描述欲插值的點。zi是根據(jù)相應(yīng)的插值方法得到的插值結(jié)果。method的取值與一維插值函數(shù)一樣。四、實驗內(nèi)容1、完成以下矩陣的相關(guān)操作：a. 隨意建立兩個3*3的矩陣*,Y；建立一個4*5的零矩陣Z；b. 建立一個與矩陣A同樣大小的零矩陣；〔假設(shè)A矩陣已存在，寫出命令語句即可〕；c. 建立0～1間均勻分布的5階隨機(jī)矩陣B，找出小于0.4的元素位置，并把小于0.4的元素加1；d. 提取矩陣B的奇數(shù)行以及所有列生成矩陣C1；提取矩陣B的3，2，1行，2，3，4列生成矩陣C2；e. 求矩陣*，Y的加減乘除；f. 假設(shè)*d=Y，求d；g. 將*<Y的所有值設(shè)為零；2、(1)計算f(*)=0的全部根；(2) 求*在1到30每個點上f(*)的值,并繪制*與f(*)的關(guān)系曲線；(3)由方程f(*)=0的根構(gòu)造一個多項式g(*)，并與f(*)進(jìn)展比照；3、在一天24小時內(nèi),從零點開場每間隔2小時測得的環(huán)境溫度為(攝氏度)[12,9,9,10,18,24,28,27,25,20,18,15,13]，推測在每一秒時的溫度。并利用不同的插值方法描繪溫度曲線；五、實驗要求利用所學(xué)知識，完成上述實驗內(nèi)容，并將實驗步驟和實驗結(jié)果寫在實驗報告上。-.z實驗三Matlab根本編程方法一、實驗?zāi)康?、熟悉Matlab程序設(shè)計的根本方法；2、掌握Matlab繪圖的根本方法；二、實驗儀器與軟件1、PC機(jī)1臺2、MATLAB7.0環(huán)境 三、實驗原理MATLAB程序的根本組成構(gòu)造％說明去除命令：去除workspace中的變量和圖形〔clear,close〕定義變量：包括全局變量的聲明及參數(shù)值的設(shè)定逐行執(zhí)行命令：指MATLAB提供的運算指令或工具箱提供的專用命令………控制循環(huán)逐行執(zhí)行命令 ：包含for,ifthen,switch,while等語句………end繪圖命令：將運算結(jié)果繪制出來順序構(gòu)造a. 數(shù)據(jù)的輸入從鍵盤輸入數(shù)據(jù)，則可以使用input函數(shù)來進(jìn)展，該函數(shù)的調(diào)用格式為：A=input(提示信息，選項)b.數(shù)據(jù)的輸出MATLAB提供的命令窗口輸出函數(shù)主要有disp函數(shù)，其調(diào)用格式為:disp(輸出項)2、循環(huán)構(gòu)造a. 無條件循環(huán)當(dāng)需要無條件重復(fù)執(zhí)行*些命令時，可以使用for循環(huán)：for循環(huán)變量t=表達(dá)式1:達(dá)式2:表達(dá)式3語句體end說明：表達(dá)式1為循環(huán)初值，表達(dá)式2為步長，表達(dá)式3為循環(huán)終值；當(dāng)表達(dá)式2省略時則默認(rèn)步長為1；for語句允許嵌套。b. 條件循環(huán)1)if-else-then語句(1)if邏輯表達(dá)式語句體end(2)if邏輯表達(dá)式1語句體1else語句體2end(3)if邏輯表達(dá)式1語句體1elseif邏輯表達(dá)式2語句體2elseif邏輯表達(dá)式3…else語句體nend2)while循環(huán)語句while循環(huán)的一般使用形式為：while表達(dá)式語句體end3、分支構(gòu)造假設(shè)需要對不同的情形執(zhí)行不同的操作，可用switch分支語句：switch表達(dá)式〔標(biāo)量或字符串〕case值1語句體1case值2語句體2…otherwise語句體nend說明：當(dāng)表達(dá)式不是“case〞所列值時，執(zhí)行otherwise語句體。4、二維繪圖的plot指令plot函數(shù)的根本調(diào)用格式為：plot(*,y)其中*和y為長度一樣的向量，分別用于存儲*坐標(biāo)和y坐標(biāo)數(shù)據(jù)； 要設(shè)置曲線樣式可以在plot函數(shù)中加繪圖選項，其調(diào)用格式為：plot(*1,y1,選項1,*2,y2,選項2,…,*n,yn,選項n)5、根本三維圖形 plot3函數(shù)與plot函數(shù)用法十分相似，其調(diào)用格式為：plot3(*1,y1,z1,選項1,*2,y2,z2,選項2,…,*n,yn,zn,選項n)其中每一組*,y,z組成一組曲線的坐標(biāo)參數(shù)，選項的定義和plot函數(shù)一樣。四、實驗內(nèi)容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)構(gòu)造編寫程序，求2的0到15次冪的和。3、從鍵盤輸入假設(shè)干個數(shù)，當(dāng)輸入0時完畢輸入，求這些數(shù)的平均值和它們之和。4、輸入一個字符，假設(shè)為大寫字母，則輸出其對應(yīng)的小寫字母；假設(shè)為小寫字母，則輸出其對應(yīng)的大寫字母；假設(shè)為數(shù)字字符則輸出其對應(yīng)的數(shù)值，假設(shè)為其他字符則原樣輸出。5、假設(shè)一個數(shù)等于它的各個真因子之和，則稱該數(shù)為完數(shù)，如6=1+2+3，所以6是完數(shù)。求[1,500]之間的全部完數(shù)。〔提示：可能需要常用的數(shù)學(xué)函數(shù)rem〕。6、根本繪圖命令〔1〕繪制余弦曲線y=cos(t)，t∈[0，2π]〔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)，t∈[0，2π]，采用不同顏色、不同形狀的線條畫出上述兩種圖像，并且分別予以標(biāo)識。7、根本繪圖控制繪制[0，4π]區(qū)間上的*1=10sint曲線，并要求：〔1〕線形為點劃線、顏色為紅色、數(shù)據(jù)點標(biāo)記為加號；〔2〕坐標(biāo)軸控制：顯示*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；五、實驗要求利用所學(xué)知識，完成上述實驗內(nèi)容，并將實驗程序和結(jié)果寫在實驗報告上，如果有圖形的，將圖像保存下來。實驗四基于MATLAB的二階系統(tǒng)動態(tài)性能分析一、實驗?zāi)康?、掌握如何使用Matlab進(jìn)展系統(tǒng)的時域分析2、掌握如何使用Matlab進(jìn)展系統(tǒng)的頻域分析二、實驗儀器與軟件1、PC機(jī)1臺2、MATLAB7.0環(huán)境 三、實驗原理1、時間響應(yīng)分析控制系統(tǒng)工具箱提供了豐富的，用于控制系統(tǒng)時間響應(yīng)分析的工具，可同時對連續(xù)和離散控制系統(tǒng)進(jìn)展分析。一些系統(tǒng)的特征，如上升時間、調(diào)節(jié)時間、超調(diào)量及穩(wěn)態(tài)誤差等，都能從時間響應(yīng)上表現(xiàn)出來。一個穩(wěn)定的控制系統(tǒng)，對輸入信號的時域響應(yīng)由二局部組成：瞬態(tài)響應(yīng)+穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。瞬態(tài)響應(yīng)描述系統(tǒng)的動態(tài)性能；穩(wěn)態(tài)響應(yīng)描述系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度；控制系統(tǒng)時域分析常用的一些函數(shù)見下表：函數(shù)名稱說明covar/dcovar連續(xù)/離散系統(tǒng)對白噪聲的方差響應(yīng)impulse/dimpulse連續(xù)/離散系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)initial/dinitial連續(xù)/離散系統(tǒng)的初始條件響應(yīng)lsim/dlsim連續(xù)/離散系統(tǒng)的任意輸入響應(yīng)step/dstep連續(xù)/離散系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)filter數(shù)字濾波器利用上述命令，可方便地對系統(tǒng)地階躍響應(yīng)、脈沖響應(yīng)進(jìn)展仿真和分析。2、頻率響應(yīng)分析一個線性系統(tǒng)的頻域響應(yīng)就是它在一個可變正弦信號作用下的輸出響應(yīng)。這里的可變是指正弦信號的頻率發(fā)生變換。這時的系統(tǒng)輸出響應(yīng)仍然是正弦信號,但信號的幅值和偏移角都將發(fā)生改變。頻率特性函數(shù)與傳遞函數(shù)有直接的關(guān)系，記為：通常將頻率特性用曲線的形式進(jìn)展表示，包括對數(shù)頻率特性曲線和幅相頻率特性曲線簡稱幅相曲線，MATLAB提供了繪制這兩種曲線的函數(shù)。(1) 對數(shù)頻率特性〔Bode圖〕由兩*圖組成：一*是對數(shù)幅頻特性，另一*是對數(shù)相頻特性。對數(shù)幅頻特性是對數(shù)值20lgA(ω)和頻率ω的關(guān)系曲線。對數(shù)相頻特性是相角φ(ω)和頻率ω的關(guān)系曲線。(2) 幅相頻率特性〔Nyquist圖〕對于頻率特性函數(shù)G(jw)，給出w從負(fù)無窮到正無窮的一系列數(shù)值，分別求出Im(G(jw))和Re(G(jw))。以Re(G(jw))為橫坐標(biāo)，Im(G(jw))為縱坐標(biāo)繪制成為極坐標(biāo)頻率特性圖。四、實驗內(nèi)容1、傳遞函數(shù)：求：(1)作該系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線；(2)記錄實際測取的峰值時間、上升時間、調(diào)節(jié)時間、超調(diào)量并與理論值相比較；實際值理論值峰值時間上升時間調(diào)節(jié)時間超調(diào)量(3)作該系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)曲線。線性系統(tǒng)(1)傳遞函數(shù)表示〔num,den〕；(2)繪制系統(tǒng)的bode圖，選擇頻率*圍為=(0.01,100)；3、傳遞函數(shù)：選擇采樣周期T1=0.1s和T2=0.5s，分別完成： (1)將上述傳遞函數(shù)離散，寫出離散傳遞函數(shù)； (2)繪制離散系統(tǒng)bode圖，與連續(xù)傳遞函數(shù)bode圖比較；五、實驗報告要求利用所學(xué)知識，完成上述實驗內(nèi)容，并將實驗程序和結(jié)果寫在實驗報告上。-.z實驗五基于MATLAB的根軌跡繪制與系統(tǒng)穩(wěn)定性分析一、實驗?zāi)康?、利用計算機(jī)完成控制系統(tǒng)的根軌跡作圖。2、了解控制系統(tǒng)根軌跡圖的一般規(guī)律。3、利用根軌跡進(jìn)展系統(tǒng)分析。4、熟悉基于MATLAB的時域穩(wěn)定性分析。5、熟悉基于MATLAB的頻域穩(wěn)定性分析。二、實驗儀器與軟件1、PC機(jī)1臺2、MATLAB7.0環(huán)境 三、實驗原理1、根軌跡所謂根軌跡是指，當(dāng)開環(huán)系統(tǒng)*一參數(shù)從零變到無窮大時，閉環(huán)系統(tǒng)特征方程的根在s平面上的軌跡。一般來說，這一參數(shù)選作開環(huán)系統(tǒng)的增益K，而在無零極點對消時，閉環(huán)系統(tǒng)特征方程的根就是閉環(huán)傳遞函數(shù)的極點。MATLAB提供了函數(shù)rlocus()來繪制系統(tǒng)的根軌跡圖。2、系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性穩(wěn)定裕度實質(zhì)上是描寫系統(tǒng)Nyquist圖線遠(yuǎn)離(-1,j0)點的科學(xué)度量，包括相角裕量γ和幅值裕量Kg。幅相曲線越接近臨界點(-1,j0)，系統(tǒng)的穩(wěn)定性就越差。γ的含義：如果系統(tǒng)對頻率ωC的信號的相角滯后再增大γ度，則系統(tǒng)處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)。假設(shè)γ>0，系統(tǒng)穩(wěn)定，表示G(jω)H(jω)曲線不包圍〔-1，j0〕點；γ<0，系統(tǒng)不穩(wěn)定。Kg具有如下含義：如果系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)增大到原來的Kg倍，則系統(tǒng)就處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)。Kg>1或Kg〔db〕>0,系統(tǒng)穩(wěn)定；Kg<1或Kg〔db〕<0,系統(tǒng)不穩(wěn)定。工程上要求:γ=30°-60°,Kg>6db。也可只對γ提要求。MATLAB提供的margin函數(shù)，可以求出系統(tǒng)的幅值裕度和相角裕度及對應(yīng)的幅值穿越頻率和相位穿越頻率，因而可以用于判定系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性。三、實驗內(nèi)容1、開環(huán)傳遞函數(shù)繪制該系統(tǒng)的根軌跡圖，記錄并觀察曲線，依此分析系統(tǒng)的性能。2、控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：應(yīng)用margin函數(shù)求其幅值裕度，相位裕度，幅值穿越頻率和相位穿越頻率，并判斷當(dāng)Ｋ由10增加到100時，系統(tǒng)的穩(wěn)定性如何變化。3、單位反響系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為(1)用時域穩(wěn)定性分析方法分別確定k=2,k=10時系統(tǒng)的穩(wěn)定性。(2)繪制該系統(tǒng)的根軌跡，并確定使上述系統(tǒng)穩(wěn)定的K的取值*圍。(3)用頻域穩(wěn)定性分析方法分別確定k=2,k=10時系統(tǒng)的穩(wěn)定性。六、實驗報告要求利用所學(xué)知識，完成上述實驗內(nèi)容，并將實驗程序和結(jié)果寫在實驗報告上。-.z實驗六基于SIMULINK的系統(tǒng)性能分析一、實驗?zāi)康?、熟悉SIMULINK環(huán)境。2、學(xué)習(xí)基于SIMULINK構(gòu)建系統(tǒng)的構(gòu)造圖及系統(tǒng)仿真。3、練習(xí)兩種運用matlab進(jìn)展控制系統(tǒng)仿真的方法。二、實驗儀器與軟件1、PC機(jī)1臺2、MATLAB7.0環(huán)境三、實驗原理運用matlab實現(xiàn)控制系統(tǒng)仿真，有兩種方法：1、用Simulink仿真模塊建模進(jìn)展控制系統(tǒng)仿真請掌握以下主要仿真模塊的使用方法：在MATLAB命令窗口中鍵入simulink3命令，或者先進(jìn)入SimulinkLibraryBrowser窗口，再雙擊Simulink子模塊庫，即可進(jìn)入該模塊庫，主要包含：Sources(信號源子模塊庫)：包含各種各樣的輸入信號模塊。Step〔階躍信號〕模塊：它能夠根據(jù)不同的參數(shù)產(chǎn)生不同的階躍信號，可以對采樣時間、信號初始值、信號終值和產(chǎn)生階躍的時間等參數(shù)進(jìn)展相應(yīng)地修改。Sinks(信號接收子模塊集)Scope(示波器)：用于將輸入信號在示波器上顯示出來。Continuous(連續(xù)子模塊集)Integrator(積分器)模塊：將輸入信號進(jìn)展數(shù)值積分后再輸出。Derivative(微分器)模塊：將輸入信號進(jìn)展微分后再輸出。State-space(狀態(tài)空間)模塊：線性系統(tǒng)的一種時域描述。Transferf(傳遞函數(shù))模塊：用來表示控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模塊。Pole-Zero(零極點)模塊：用來表示控制系統(tǒng)的零極點形式。Math(數(shù)學(xué)運算子模塊集)包含Sum(求和)、Product(乘積)、Gain(數(shù)值增益)、Matri*Gain(矩陣增益)、LogicalOperator(邏輯運算)、MathFunction(常用的數(shù)學(xué)函數(shù))、Abs(求絕對值或求模)和Sign(符號函數(shù))等各種數(shù)學(xué)運算仿真模塊。2、用仿真命令編程進(jìn)展控制系統(tǒng)仿真請掌握以下主要命令的使用方法：tf(num,den):建立傳遞函數(shù)模型，num為分子多項式，den為分母多項式；get(G):顯示對象屬性，G為傳遞函數(shù)