-Matlab-Simulink-仿真實驗

1、 、實驗目的：1學習系統(tǒng)數(shù)學模型的多種表達方法，并會用函數(shù)相互轉換。2學習模型串并聯(lián)及反饋連接后的系統(tǒng)傳遞函數(shù)。3.掌握系統(tǒng)BODE圖，根軌跡圖及奈奎斯特曲線的繪制方法。并利用其對系統(tǒng)進行分析。4掌握系統(tǒng)時域仿真的方法，并利用其對系統(tǒng)進行分析。二、預習要求：借閱相關Matlab/Simulink參考書，熟悉能解決題目問題的相關Matlab函數(shù)三、實驗內(nèi)容：1已知H（s）=0.05s+1(0.2s+l)(0.1s+1)求H（s）的零極點表達式和狀態(tài)空間表達式。答：(1)零極點表達式num=0.051;den=conv(0.21,0.11);sys1=tf(num,den)sys2=zpk(sys

2、1)sys1=0.05s+10.02sA2+0.3s+1%零極點表達式Continuous-timetransferfunctionsys2=2.5(s+20)(s+10)(s+5)Continuous-timezero/pole/gainmodel：狀態(tài)空間表達式：den=0.02,0.3,1;num=0,0.05,1;den=0.02,0.3,1;A,B,C,D=tf2ss(num,den)A=-155010B=10C=2.500050.0000D=02已知H1(s)=s+5s(s+1)(s+2)1)求兩模型串聯(lián)后的系統(tǒng)傳遞函數(shù)答：m1=1,5;n1=conv(1,conv(1,1,1,2

3、);m2=1;n2=1,1;m,n=series(m1,n1,m2,n2)G=tf(m,n)m=0015n=1452G=s+5%兩模型串聯(lián)后的系統(tǒng)傳遞函數(shù)H(s)=H1(s)*H2(s)sA3+4sA2+5s+2(2)求兩模型并聯(lián)后的系統(tǒng)傳遞函數(shù)。答：m1=1,5;n1=conv(1,conv(1,1,1,2);m2=1;n2=1,1;m,n=parallel(m1,n1,m2,n2)G=tf(m,n)m=0297n=1452G=2sA2+9s+7%兩模型并聯(lián)后的系統(tǒng)傳遞函數(shù)H(s)=H1(s)+H2(s)sA3+4sA2+5s+2(3)求兩模型在負反饋連接下的系統(tǒng)傳遞函數(shù)。答：m1=1,5;

4、n1=conv(1,conv(1,1,1,2);m2=1;n2=1,1;m,n=feedback(m1,n1,m2,n2,-1)G=tf(m,n)m=0165n=1467G=sA2+6s+5%兩模型在負反饋連接下的系統(tǒng)傳遞函數(shù)sA3+4sA2+6s+73作出上題中(1)的BODE圖，并求出幅值裕度與相位裕度。答：num=0,0,0,1,5;den=1,7,11,5,0;w=logspace(-1,2);bode(num,den)g,p,wg,wp=margin(num,den)幅值裕度g=2.0000相位裕度p=21.3877相角頻率wg=1.0000截止頻率wp=0.6823Bode圖100

5、BrdeDay-stri1CI_?ni?ioiuioFrewjenc?fradJsQ4給定系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)二，繪制系統(tǒng)的根軌跡圖與奈(s+2)(s2+2s+5)奎斯特曲線，并求出系統(tǒng)穩(wěn)定時的增益K的范圍。答：代碼num=0,0,0,l;den=l,4,9,10;w=logspace(-1,2);nyquist(num,den)nyquist(num,den),gridonrlocus(num,den)根軌跡圖RootLocusjbu_6se-(3)奈奎斯特曲線根軌跡曲線（標記處為K的臨界值）從圖中得出K的臨界值為24.5。即當增益K25.7時，系統(tǒng)穩(wěn)定。5、對內(nèi)容4中的系統(tǒng)，當K=10和40時，分別作出閉環(huán)系統(tǒng)的階躍響應曲線，要求用Simulink實現(xiàn)。答：K=10K=40(3)實驗結論由圖中可以看出：K=10時，曲線收斂，系統(tǒng)趨于穩(wěn)定；K=40時，曲線發(fā)散，系統(tǒng)不穩(wěn)定。四、實驗總結在本次實驗中，通過對MATLAB實驗，對課程中有些不理解的內(nèi)容進一步加深了印