武漢理工大學(xué)學(xué)生實驗報告書3

實驗課程名稱：計算機(jī)仿真動態(tài)系統(tǒng)的Simulink仿真成績實驗者專業(yè)班級組別同組者實驗日期14年11月23日一部分：實驗預(yù)習(xí)報告（包括實驗?zāi)康?、意義，實驗基本原理與方法，主要儀器設(shè)備及耗材，實驗方案與技術(shù)路線等）一、實驗要求⑴熟悉主要模塊庫中的模塊；⑵熟悉Simulink仿真框圖的繪制方法，初步掌握常用模塊的參數(shù)設(shè)置方法；二、實驗內(nèi)容1、第1項：系統(tǒng)的頻率響應(yīng)演示繪制圖示框圖，改變輸入正弦信號的頻率進(jìn)行頻率響應(yīng)演示。改變系統(tǒng)的前向通道中的傳遞函數(shù)進(jìn)行頻率響應(yīng)分析。實驗報告要求：⑴繪出自己繪制的仿真框圖，并附上仿真的結(jié)果；⑵分析頻率響應(yīng)的特點。第2項：直流電動機(jī)閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)框圖仿真已知晶閘管—直流電動機(jī)單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖，如下圖所示。其中，電樞電阻Ra＝0.5Ω，系統(tǒng)主電路總電阻R＝1Ω，額定磁通下的電機(jī)電動勢轉(zhuǎn)速比Ce＝0.1925V.min/r，電樞回路的電磁時間常數(shù)Ta＝0.017s，系統(tǒng)運(yùn)動部分飛輪矩相應(yīng)的機(jī)電時間常數(shù)Tm＝0.075s，系統(tǒng)測速反饋系數(shù)Kt＝0.01178V.s/min，整流觸發(fā)裝置的放大系數(shù)Ks＝44，三相橋平均失控時間Ts＝0.00167s，比例放大器的放大系數(shù)Kp＝10。⑴試?yán)L制出該系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線；⑵將比例放大器改為比例積分調(diào)節(jié)器，它的兩個系數(shù)T1＝0.049s，T2＝0.088s。試?yán)L制出該系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)曲線；以及在擾動信號作用下的單位階躍響應(yīng)曲線和脈沖響應(yīng)曲線；⑶將輸入改成階躍信號發(fā)生器，擾動輸入改成脈沖輸入，輸出用示波器顯示，進(jìn)行仿真。三、實驗報告要求繪出自己繪制的仿真框圖，并附上編寫的程序和仿真的結(jié)果；第二部分：實驗過程記錄（可加頁）（包括實驗原始數(shù)據(jù)記錄，實驗現(xiàn)象記錄，實驗過程發(fā)現(xiàn)的問題等）1、系統(tǒng)的頻率響應(yīng)演示仿真框圖：示波器顯示：w=1時w=2時2、直流電動機(jī)閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)框圖仿真(1)該系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線仿真框圖：程序及注釋：%progsy4.mRa=0.5;R=1;Ce=0.1925;Ta=0.017;Tm=0.075;Kt=0.01178;Ks=44;Kp=10;Ts=0.00167;%參數(shù)的賦值[a,b,c,d]=linmod2('fangzhen1');%fangzhen1是繪制的框圖名sys=ss(a,b,c,d);%狀態(tài)空間模型step(sys)%階躍響應(yīng)階躍響應(yīng)曲線：(2)將比例放大器改為比例積分調(diào)節(jié)器=1\*GB3①無擾動時系統(tǒng)框圖：程序及注釋：%progsy4.mRa=0.5;R=1;Ce=0.1925;Ta=0.017;Tm=0.075;Kt=0.01178;Ks=44;Kp=10;Ts=0.00167;T1=0.049;T2=0.088;%參數(shù)的賦值[a,b,c,d]=linmod2('fangzhen2');%fangzhen2是繪制的框圖名sys=ss(a,b,c,d);%狀態(tài)空間模型step(sys)%階躍響應(yīng)階躍響應(yīng)曲線：=2\*GB3②有擾動時系統(tǒng)框圖：程序及注釋：%progsy4.mRa=0.5;R=1;Ce=0.1925;Ta=0.017;Tm=0.075;Kt=0.01178;Ks=44;Kp=10;Ts=0.00167;T1=0.049;T2=0.088;%參數(shù)的賦值[a,b,c,d]=linmod2('fangzhen3');%fangzhen3是繪制的框圖名sys=ss(a,b,c,d);%狀態(tài)空間模型figure(1);%step(sys)%階躍響應(yīng)figure(2);%impulse(sys)%脈沖響應(yīng)階躍響應(yīng)曲線：脈沖響應(yīng)曲線：（3）將輸入改成階躍信號發(fā)生器，擾動輸入改成脈沖輸入，輸出用示波器顯示系統(tǒng)框圖：示波器顯示：教師簽字__________第三部分結(jié)果與討論（可加頁）一、實驗結(jié)果分析（包括數(shù)據(jù)處理、實驗現(xiàn)象分析、影響因素討論、綜合分析和結(jié)論等）二、小結(jié)、建議及體會三、思考題系統(tǒng)的頻率響應(yīng)演示（1）分析頻率響應(yīng)的特點：頻率響應(yīng)是系統(tǒng)對正弦輸入信號的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。頻率響應(yīng)特性是系統(tǒng)在不同頻率的正弦信號輸入時，其穩(wěn)態(tài)輸出隨頻率而變化(ω由0變到∞)的特性。對于穩(wěn)定的線性定常系統(tǒng)，加入一個正弦信號，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)是一個與輸入同頻率的正弦信號，穩(wěn)態(tài)響應(yīng)與輸入不同之處僅在于幅值和相位。其幅值放大了A（ω）=|G(jω)|倍，相位移動了Φ（ω）=∠G(jω)。（A（ω）和Φ（ω）都是頻率的函數(shù)）直流電動機(jī)閉環(huán)調(diào)