Matlab使用方法和程序设计解析Word格式文档下载.docx
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调用factor（s对多项式进行因式分解
3、编写一个函数,完成求和:
S=1+3+5+,,,,,,+2i+1
sum=0;
fori=1:
2:
1000;
sum=sum+i;
end
sum
调用for循环完成求和,起始值为1,步长为2,终止值为1000
4、已知一传递函数。
F（s=,试将其分解部分分式
num=[12];
den=[154];
[res,poles,k]=residue（num,den
调用residue（num,den进行分解部分分式,num为传递函数的分子,den为传递函数的分母。
三、实验总结:
本次实验使我掌握了Matlab软件使用的基本方法,熟悉了Matlab的基本运算和程序控制语句,熟悉Matlab程序设计和基本方法,让我将理论与实践相结合增强了自我动手能力,为以后的工作打下一定的基础。
实验二Matlab使用方法和程序设计
1、掌握如何使用MATLAB进行系统时域分析
2、掌握如何使用MATLAB进行系统频域分析
3、掌握如何使用MATLAB进行系统根轨迹分析
4、掌握如何使用MATLAB进行系统稳定性分析
时域分析:
根据传递函数
810665（3（232+++++=ssssssG,绘制其单位阶跃响应曲线,并读出超调量。
num=[3,15,18];
den=[1,6,10,8];
G=tf（num,den;
time=[0:
0.1:
20];
step（G,time
[wn,z,p]=damp（G;
wnzp=[wn,z,p]
k=dcgain（G运行结果截图:
由响应曲线可知;
该传递函数的超调量为7.28%。
2、频域分析:
二阶系统传递函数222
2（n
nnsssGωεωω++=,当ε=0.7,nω=6时的Bode图、Nichols图、Nyquist图,并判断其稳定性。
Bode图
num=36;
den=[1,8.4,36];
bode（G运行结果截图:
由bode图可以读出:
当L（w=0dB时,︒->
180w（φ;
当︒=180-（wφ时,L（w<
0;
所以该二阶系统稳定。
Nyquist图
nyquist（G
运行结果截图:
由Nyquist图可以读出:
奈奎斯特曲线未包含（-1,0点,所以该二阶系统稳定。
Nichols图
Nichols（G;
由Nichols图可以读出:
幅值裕量为0.0017dB>
0dB,相角裕量为164°
>
0,所以该二阶系统稳定。
3.根轨迹分析:
前向通道:
ssksG53（2+=,反馈通道:
100
1（+=ssH,试确定使系统稳定的K值范围。
num=k;
den=conv（[1,0],conv（[3,5],[1,100];
G=tf（num,den
rlocus（G;
sgrid;
[k,poles]=rlocfind（G;
k,poles
调用[k,poles]=rlocfind（G,在图中显示K值和极点,从图中可以读出K值在-13.6≦K≦13.6时,系统稳定。
4.稳定性分析:
已知开环传递函数22（3（6（（2+++=
sssssHsG,（1判断其稳定性（根分布;
num=6;
den=conv（[1,0],conv（[1,3],[1,2,2];
g=tf（num,den;
bode（g,{0.001,100};
grid;
由图可以看出该开环传递函数的根都落在s复平面虚轴左半轴,所以该系统稳定。
（2并用Bode图判断其稳定性,及其稳定裕量。
由Bode图可以看出,当L（w=0dB时,︒->
所以该系统稳定。
幅值裕量为2.66,相角裕量为17.6°
。
三、实验总结
通过本次试验让我掌握了如何使用MATLAB进行系统时域分析,如何使用MATLAB进行系统频域分析,如何使用MATLAB进行系统根轨迹分析,如何使用MATLAB进行系统稳定性分析,知道如何去读bode图,Nichols图,Nyquist图,如何去通过读图来判断系统的稳定性,也明白了使系统稳定时K值得取值范围,以及用bode图去读出系统的稳定裕量。
让我受益匪浅,为以后的工作打下了一定基础。
实验三
Matlab使用方法和程序设计
一、实验目的
1.掌握使用串联校正控制系统设计的方法
2.掌握Niegle-Nichols的等幅振荡法PID定参
二、实验内容
1、设一单位负反馈控制系统,如果控制对象的开环传递函数为
80（4（（++=sssksGp,试设计一个串联超前校正装置,要求校正后相角裕度γ´
≧45º
当系统输入信号是单位斜坡信号时,稳态误差04.0≤ex,绘制出校正后系统和未校正系统的Bode图及其闭环系统的单位阶跃响应曲线并对比。
num=8000;
den=conv（[1,0],conv（[1,4],[1,80];
[Gm,Pm,Wcg,Wcp]=margin（G;
w=0.1:
10000;
[mag,phase]=bode（g,w;
magdb=20*log10（mag;
phim1=45;
deta=8;
phim=phim1-Pm+deta;
bita=（1-sin（phim*pi/180/（1+sin（phim*pi/180;
n=find（magdb+10*log10（1/bita<
=0.0001;
wc=n（1;
w1=（wc/10*sqrt（bita;
w2=（wc/10/sqrt（bita;
numc=[1/w1,1];
denc=[1/w2,1];
Gc=tf（numc,denc;
GmdB=20*log10（Gm;
GcG=Gc*G;
[Gmc,Pmc,wcgc,wcpc]=margin（GcG;
GmcdB=20*log10（Gmc;
disp（'
未校正系统的开环传递函数和频域响应参数:
h,γ,wc'
G,[GmdB,Pm,Wcp],
校正装置传递函数和校正后系统开环传递函数'
Gc,GcG,
校正后系统的频域响应参数:
[GmcdB,Pmc,wcpc],
校正装置的参数T和β值:
T,β'
T=1/w1;
[T,bita],
bode（G,GcG;
figure（2;
margin（GcG
bode（GcG
校正前:
由上图及运行结果可以看出,未校正时系统的幅值裕量为3.36,相角裕量为15.8578,穿越频率为17.8885,截止频率为9.5715.
校正后:
由上图可以看出,校正后系统的幅值裕量,相角裕量有了明显的增大,使系统更加稳定。
2、设一单位负反馈系统的开环传递函数为20（1（1（p++=
ssssG,请用Ziegle-Nichols第二种方法设计PID参数并绘制单位阶跃响应曲线及系统的性能指标。
num=1;
den=conv（[1,0],conv（[1,1],[1,20];
forKm=0:
10000
Gc=Km;
GcG=feedback（Gc*G,1;
[num,den]=tfdata（GcG,'
v'
;
p=roots（den;
pr=real（p;
prm=max（pr;
pr0=find（prm>
=-0.001;
n=length（pr0;
ifn>
=1
break
step（GcG,0:
0.001:
3;
Km（求Km
由运行结果可以看出:
Km=419.1000
从图中可以计算出:
Tm=（2.15-0.75s=1.4s
Km=419.1;
Tm=1.4;
Kp=0.6*Km;
Ti=0.5*Tm;
Td=0.125*Tm;
Kp,Ti,Td,s=tf（'
s'
GcG=Kp*（1+1/（Ti*s+Td*s;
step（GcG
（求Kp,Ti,Td
从运行结果可以看出:
Kp=251.46,Ti=0.7,Td=0.175
分析：
从上图可以看出经Ziegle-Nichols第二种方法设计PID参数后，该系统上升时间为0.278，超调量为65.8%，超调量有些大，调整时间为7.7，稳定时间为11.8。
三、实验总结经过本次试验让我掌握使用串联校正控制系统设计的方法，学会了通过根轨迹法设计串联校正的方法，掌握了Niegle-Nichols的等幅振荡法PID定参的第二种方法，知道了Niegle-Nichols的优点在于系统不需要再在闭环状态下运行，只需在开环状态下就可测得其阶跃响应曲线。
但是缺点是该方法得到的PID控制器的参数，闭环传递函数的超调量比较大。
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