计算机仿真实验指导书含Word格式文档下载.docx
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2．单击工具栏中帮助按钮（或者单击Help菜单中的MATLABHelp），打开MATLAB6.5的帮助系统，练习和熟悉MATLAB6.5的帮助系统的使用。
3．应用MATLAB命令编写相应M文件,建立图2-2系统的数学模型——闭环传递函数。
程序代码如下：
G1=tf（[1],[0.01,1]）;
G2=tf（[0.17,1],[0.085,0]）;
G3=tf（[1],[0.01,1]）;
G4=tf（[0.15,1],[0.051,0]）;
G5=tf（[70],[0.0067,1]）;
G6=tf（[0.21],[0.15,1]）;
G7=tf（[130],[1,0]）;
G8=0.212;
G9=tf（[0.1],[0.01,1]）;
G10=tf（[0.0044],[0.01,1]）;
G23=G2*G3;
G45=G4*G5;
G97=G9/G7;
G67=G6*G7;
GG1=feedback（G67,G8,-1）;
GG2=G45*GG1;
GG3=feedback（GG2,G97,-1）;
GG4=GG3*G23;
GG5=feedback（GG4,G10,-1）;
GG6=GG5*G1
实验三基于MATLAB的系统时域分析
实验目的
1．熟悉MATLAB的各种绘图命令；
2．掌握基于MATLAB的控制系统时域分析方法。
实验属性（验证性）
实验仪器设备及器材
3．软件要求
实验要求
实验内容
1．应用MATLAB的绘图命令，绘制y=3x2+4x-7在[-1010]之间的图形。
x=-10:
1:
10;
y=3.*x.^2+4.*x-7;
plot（x,y）
2.应用MATLAB的绘图命令，绘制y=sinx、y=cosx在一个周期内的图形。
x=pi*（0:
0.05:
2）;
y1=sin（x）;
y2=cos（x）;
plot（x,y1,x,y2）
3.已知单位负反馈控制系统的开环传递函数为
，应用MATLAB命令编写相应M文件,绘制系统的
值分别为1.4,2.3,3.5时的单位阶跃响应曲线。
k=[1.4,2.3,3.5];
fori=1:
3;
num=k（i）;
den=conv（conv（[1,0],[0.5,1]）,[4,1]）;
g=tf（num,den）;
gg=feedback（g,1,-1）;
[y,t,x]=step（gg）;
plot（t,y）
holdon
end
4.一个二阶系统为
，其中
{1，2，4}，
{1.25，2，29}，应用MATLAB命令编写相应M文件,绘制系统对应三组不同参数配合下，同一坐标轴里的三条阶跃响应曲线。
t=[0:
0.01:
10];
k=[1.25,2,29];
c=[1,2,4];
den=[1,c（i）,k（i）];
[y,t,x]=step（g）;
5.应用MATLAB命令编写相应M文件,分别绘制图3-1各控制系统的单位阶跃响应曲线并比较其动态性能.
g1=tf（[1],[1,0,0]）;
gg1=feedback（g1,1,-1）;
[y1,t1,x1]=step（gg1）;
subplot（221）;
plot（t1,y1）
g2=tf（[1,1],[1,0,0]）;
gg2=feedback（g2,1,-1）;
[y2,t2,x2]=step（gg2）;
subplot（222）;
plot（t2,y2）
g3=tf（[1],[1,0,0]）;
g4=tf（[1,0],[1]）;
gg3=feedback（g3,g4,-1）;
ggg3=feedback（gg3,1,-1）;
[y3,t3,x3]=step（ggg3）;
subplot（223）;
plot（t3,y3）
实验四系统的根轨迹与频域分析
1．熟悉MATLAB的各种函数命令的调用格式；
2．掌握基于MATLAB的控制系统根轨迹与频域分析方法。
实验属性（综合性）
4．软件要求
实验内容与步骤
1．熟悉和掌握MATLAB有关控制系统根轨迹法的函数命令及调用格式。
设单位反馈控制系统的开环传递函数如下，应用MATLAB命令编写相应M文件，绘制出相应的闭环根轨迹。
⑴
⑵
⑶
num1=1;
den1=conv（[1,0],conv（[0.2,1],[0.5,1]））;
num2=[1,1];
den2=conv（[1,0],[2,1]）;
num3=[1,5];
den3=conv（[1,0],conv（[1,2],[1,3]））;
subplot（2,2,1）;
rlocus（num1,den1）;
title（'
（1）'
）;
subplot（2,2,2）;
rlocus（num2,den2）;
（2）'
subplot（2,2,3）;
rlocus（num3,den3）;
（3）'
）
;
2．熟悉和掌握MATLAB有关控制系统根轨迹法的函数命令及分析方法。
设单位反馈控制系统的开环传递函数为
，应用MATLAB命令编写相应M文件，要求：
①绘制闭环根轨迹；
②确定系统的临界稳定开环增益；
③确定与系统临界阻尼比相应的开环增益。
①
num=1;
den=conv（conv（[1,0],[0.01,1]）,[0.02,1]）;
rlocus（num,den）;
[k,poles]=rlocfind（num,den）
②
Selectapointinthegraphicswindow
selected_point=
k=149.6960
poles=
1.0e+002*
-1.4994
-0.0003+0.7065i
-0.0003-0.7065i
由上面可以看出：
当K＜149.6960时，系统稳定；
当K＞149.6960时，系统不稳定；
③
num1=149;
den1=conv（conv（[1,0],[0.01,1]）,[0.02,1]）;
[num,den]=feedback（num1,den1,1,1）;
figure
（1）
impulse（num,den,100）;
num2=150;
den2=conv（conv（[1,0],[0.01,1]）,[0.02,1]）;
[num,den]=feedback（num2,den2,1,1）;
figure
（2）
impulse（num,den,10）;
num3=151;
den3=conv（conv（[1,0],[0.01,1]）,[0.02,1]）;
[num,den]=feedback（num3,den3,1,1）;
figure（3）
K=149
K=150
K=151
由此可得与系统临界阻尼比相应的开环增益为150
3．熟悉和掌握MATLAB有关控制系统根轨迹法的函数命令及分析方法。
设反馈控制系统中
，
①绘制闭环根轨迹，并判断闭环系统的稳定性；
②若改变反馈通路传递函数，使
，绘制相应的闭环根轨迹，并研究由于
改变所产生的效应。
den=conv（conv（[1,0],[1,2]）,[1,5]）;
0.0118-3.1366i
k=
69.1077
-6.9848
-0.0076+3.1455i
-0.0076-3.1455i
num=[2,1];
当0＜K＜69.1077时，系统稳定；
当K＞69.1077时，系统不稳定；
由图可得该系统在K的任意值下都稳定
当
时，相当于在系统中附加了一个Z=-0.5的开环零点，从而使根轨迹向s平面左边弯曲，改善了系统的稳定性
4．熟悉和掌握MATLAB有关控制系统频域分析法的函数命令及分析方法。
应用MATLAB命令编写相应M文件，绘制以下系统的频率特性曲线，并计算各系统的相角裕度和幅值裕度。
①
②
③
④
解:
num1=2;
den1=conv（[2,1],[8,1]）;
figure
（1）;
bode（num1,den1）;
[gm1,pm1,wcp1,wcg1]=margin（num1,den1）
num2=200;
den2=conv（conv（[1,0,0],[1,1]）,[10,1]）;
figure
（2）;
bode（num2,den2）;
[gm2,pm2,wcp2,wcg2]=ma
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