機械控制工程基礎試驗課試驗報告

本文格式為Word版，下載可任意編輯——機械控制工程基礎試驗課試驗報告試驗一數(shù)學模型的Matlab描述

一、試驗目的

①把握Malab中數(shù)學模型的三種表現(xiàn)形式②把握三種模型之間的轉換方法③把握繁雜傳遞函數(shù)的求取方法④了解繁雜系統(tǒng)表現(xiàn)形式及建模方法二、試驗要求

①在Matlab中實現(xiàn)三種數(shù)學模型的描述②實現(xiàn)三種數(shù)學模型之間的轉換③寫出試驗報告三、試驗內容

Matlab中數(shù)學模型主要有三種形式：傳遞函數(shù)分子/分母多項式、傳遞函數(shù)零極點增益模型和狀態(tài)空間模型。它們各有特點，有時需要在各種模型之間進行轉換。（1）已知系統(tǒng)傳遞函數(shù)

2s?7G(s)?432s?2s?2s?5s?6

問題1:在Matlab中表示出該模型。問題2：將其轉換成零極點增益型。

（2）已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)

sG(s)?(s?2)(s?1)2

問題1:在Matlab中表示出該模型。問題2：將其轉換成狀態(tài)空間型。

3、已知連續(xù)系統(tǒng)∑（A，B，C，D）的系數(shù)矩陣是：

?1??200?????A??041?B??0?，，

???1???004??C??110?，D?[0]

問題1:在Matlab中表示出該模型。問題2：將其轉換成分子分母多項式型。4、用Matlab表示傳遞函數(shù)為

5(s2?s?1)G(s)?2(s?3s?1)(s3?6s2?5s?3)(s?2)

的系統(tǒng)

試驗二利用Matlab分析時間響應

一、試驗目的

①把握impulse函數(shù)、step函數(shù)和lsim函數(shù)的用法②把握利用三種函數(shù)求解系統(tǒng)的時間響應③把握Matlab中系統(tǒng)時域性能指標的求解方法④了解simulink中系統(tǒng)動態(tài)模型的建立方法

二、試驗要求

①用impulse、step和lsim函數(shù)對線形連續(xù)系統(tǒng)的時間響應進行仿真計算。

②在對系統(tǒng)進行單位階躍響應的基礎上，求取系統(tǒng)時域性能指標。

③寫出試驗報告。

三、試驗內容

（1）impulse函數(shù)、step函數(shù)和lsim函數(shù)的說明

Ｙ:實頻特性X:虛頻特性（僅用于狀態(tài)空間模型可選）Sys：由tf、zpk、ss等建立的模型T：仿真時間區(qū)段（可選）Ｙ:實頻特性X:虛頻特性（僅用于狀態(tài)空間模型可選）Sys：由tf、zpk、ss等建立的模型T：仿真時間區(qū)段（可選）[Y,X]?impulse(Sys,T)[Y,X]?step(Sys,T)Impulse函數(shù)step函數(shù)

Ｙ:實頻特性X:虛頻特性（僅用于狀態(tài)空間模型可選）Sys：由tf、zpk、ss等建立的模型Ｕ：輸入T：仿真時間區(qū)段（可選）[Y,X]?lsim(Sys,U,T)lsim函數(shù)

（2）求系統(tǒng)二階系統(tǒng)?(s)?C(s)4?2的單位脈沖響應、單位R(s)s?2.4s?4階躍響應、正弦（u?sin(2?t)）響應。（3）求系統(tǒng)的時間響應

Xi(s)??50s(0.05s?1)X0(s)1??s

有一位置隨動系統(tǒng)，其方框圖如上圖，該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)

50G(s)?20.05s?(1?50?)s?50

求系統(tǒng)在時間常數(shù)??0.025時的單位階躍響應；（3）求系統(tǒng)的瞬態(tài)性能指標

在（2）中求出系統(tǒng)得單位階躍響應后，求出系統(tǒng)的上升時間、峰值時間、最大超調量和調整時間等性能指標。

試驗三利用Matlab分析頻率特性

一、試驗目的

①把握nyquist函數(shù)、bode函數(shù)的用法②把握nyquist圖、bode圖的繪制方法③把握Matlab中系統(tǒng)的頻域特征量的求解方法二、試驗要求

①用nyquist函數(shù)繪制系統(tǒng)的nyquist圖。②用bode函數(shù)繪制系統(tǒng)的bode圖。③用Matlab求系統(tǒng)的頻域特征量。④寫出試驗報告

三、試驗內容

1、用Matlab繪制Nyquist圖

Re:實頻特性Im:虛頻特性W：頻率范圍（可選）Sy