《机械工程控制基础》课程设计MATLAB软件基本操作.docx
《《机械工程控制基础》课程设计MATLAB软件基本操作.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《机械工程控制基础》课程设计MATLAB软件基本操作.docx（20页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
《机械工程控制基础》课程设计MATLAB软件基本操作
重庆交通大学
学生实验报告
实验课程名称机械工程控制基础
开课实验室交通装备与制造工程实训中心
学院机电与汽车工程学院年级2012专业班机械电子工程
（2）
开课时间2014至2015学年第一学期
总成绩
教师签名
批改日期
2015年1月
实验项目
MATLAB软件基本操作
实验时间
2015年01月
实验地点
90304
实验性质
验证性设计性综合性
教师评价：
评价教师签名：
一：
实验目的
1、熟悉MATLAB人机界面和基本内容。
2、熟悉MATLAB基本操作方法。
二：
实验主要内容及过程
1.进入MATLAB操作环境和执行MATLAB的命令与程序。
在MATLAB的命令窗口打入MATLAB命令和函数，回车后立即执行该命令。
在命令窗口修改程序不方便。
程序较长时，应打开一个新文件，在新文件内编写和修改程序。
然后为程序命名，并保存在同一子目录下。
此后在命令串口打入程序名并回车，就执行改程序。
2.Simulink软件包
3.Simulink软件包可用来对动态系统进行建模，仿真和分析。
Simulink采用模块和图表组成系统的结构图模型。
这种图形界面与《自动控制原理》中的传递函数动态框图非常相似，同时采用类似于电子示波器的模块显示仿真曲线。
Simulink使用：
1.开启Simulink窗口及模块库
2.建立新文件
3.复制模块
4.模块之间的连接
5.选择对象与善处对象
6.仿真与显示
实验项目
MATLAB控制系统工具箱和符号运算工具箱的使用
实验时间
2015年01月
实验地点
90304
实验性质
验证性设计性综合性
教师评价：
评价教师签名：
一：
实验目的
1．熟悉MATLAB基本操作方法。
2．学会MATLAB控制系统工具箱和符号运算工具箱的使用
3．学会用MATLAB对课程中的主要概念，原理，类型，问题进行计算，绘图
二：
实验主要内容及过程
3-5
numg=[1];
deng=[1,1,0];
numh=[1];
denh=[1];
t=[0:
0.1:
20];
[num,den]=feedback（numg,deng,numh,denh,-1）;
step（num,den,t）;
3-14
（1）
p=[12121];
roots（p）
ans=
-1.8832
0.2071+0.9783i
0.2071-0.9783i
-0.5310
因为特征根不是全部处于复平面左平面，所以系统不稳定；
（2）
p=[12812201616];
roots（p）
ans=
-0.0000+2.0000i
-0.0000-2.0000i
-1.0000+1.0000i
-1.0000-1.0000i
0.0000+1.4142i
0.0000-1.4142i
因为特征根全部位于复平面左平面，所以系统稳定；
3-16
（a）
G1=tf（[10],[110]）;
H=tf（[101],[1]）;
GS2=G1/（1+G1*H）
Transferfunction:
10s^2+10s
------------------------------
s^4+102s^3+111s^2+10s
>>GS=minreal（GS2）
Transferfunction:
10
----------------
s^2+101s+10
>>P=[110110];
roots（P）
ans=
-100.9009
-0.0991
因为特征根在复平面左平面，所以该系统稳定；
（b）
G1=tf（[10],[110]）;
H=tf（[20],[1]）;
G2=tf（[11],[10]）;
G3=G1/（1+G1*H）;
GS4=G3*G2/（1+G3*G2）
Transferfunction:
10s^8+240s^7+660s^6+640s^5+210s^4
-----------------------------------------------------------------
s^10+44s^9+536s^8+1164s^7+1101s^6+640s^5+210s^4
>>GS=minreal（GS4）
Transferfunction:
10s+10
------------------------
s^3+21s^2+10s+10
>>P=[1211010];
roots（P）
ans=
-20.5368
-0.2316+0.6582i
-0.2316-0.6582i
因为特征根在复平面左平面，所以系统稳定。
实验项目
MATLAB辅助的超前-滞后校正器设计
实验时间
2015年01月
实验地点
90304
实验性质
验证性设计性综合性
教师评价：
评价教师签名：
一：
实验目的
1．深入了解MATLAB基本操作方法。
2．加深MATLAB控制系统工具箱和符号运算工具箱的使用技能
3．掌握用MATLAB对课程中的主要概念，原理，类型，问题进行计算，绘图
4．掌握MATLAB辅助的超前-滞后校正器设计
二：
实验主要内容及过程
5-9-1
K=20;
G0S=tf（[K],[0.510]）;
margin（G0S）;
phi=50-18+6
a=（1+sin（phi*pi/180））/（1-sin（phi*pi/180））
phi=
38
a=
4.2037
10*log10（a）
ans=
6.2364
|G0（jw）|=20*lg10（K）-20*lg10（w）-20*lg10（sqrt（（0.5*w）^2+1））
symsw;
s=20*log10（K）-20*log10（w）-20*log10（sqrt（（0.5*w）^2+1））+6.2364;
solve（s）
ans=
8.94633286257850635564
[x,y]=bode（G0S,9.0）;
20*log10（x）
ans=
-6.3378
T=1/（sqrt（a）*9.0）
T=
0.0542
>>T1=a*T
T1=
0.2278
GCS=tf（[T11],[T1]）
Transferfunction:
0.2278s+1
-------------
0.05419s+1
>GS=G0S*GCS
Transferfunction:
4.556s+20
---------------------------
0.0271s^3+0.5542s^2+s
margin（GS）;
holdon;
margin（G0S）;
margin（GCS）;
K=5;
GS1=tf（[K],[10]）;
GS2=tf（[1],[11]）;
GS3=tf（[1],[0.51]）;
G0S=GS1*GS2*GS3;
margin（G0S）;
phi=-180+40+12
phi=
-128
[mag,phase,w]=bode（G0S,[0.4620.4640.466]）
mag（:
:
1）=
9.5726
mag（:
:
2）=
9.5220
mag（:
:
3）=
9.4718
phase（:
:
1）=
-127.8041
phase（:
:
2）=
-127.9529
phase（:
:
3）=
-128.1014
w=
0.4620
0.4640
0.4660
20*log10（mag（:
:
3））=-20*log10（b）；
bb=20*log10（mag（:
:
3））
bb=
19.5286
b=10^（-19.5286/20）
b=
0.1056
wt=0.4660/5
wt=
0.0932
T=1/（wt*b）
T=
101.6282
T1=T*b
T1=
10.7296
GCS=tf（[T11],[T1]）;
GS=GCS*G0S;
5-5-（9）
GS1=tf（[50],[100]）;
GS2=tf（[0.61],[41]）;
GS=GS1*GS2;
bode（GS）;
title（'bode'）;
GS1=tf（[50],[100]）;
GS2=tf（[0.61],[41]）;
GS=GS1*GS2;
nyquist（GS）;
title（'nyquist'）;
5-5-（10）
GS1=tf（[7.5],[10]）;
GS2=tf（[0.21],[1]）;
GS3=tf（[11],[116100]）;
GS=GS1*GS2*GS3;
bode（GS）;
GS1=tf（[7.5],[10]）;
GS2=tf（[0.21],[1]）;
GS3=tf（[11],[116100]）;
GS=GS1*GS2*GS3;
nyquist（GS）;
5-13
GS1=tf（[10],[10]）;
GS2=tf（[0.561],[0.11]）;
GS3=tf（[1],[11]）;
GS4=tf（[1],[0.0281]）;
GS=GS1*GS2*GS3*GS4;
bode（GS）;
有bode图可知，该传递函数的相位裕度为46.5；
8-3
symss;
A=[-5-1;3-1];
B=[2;5];
C=[12];
I=[10;01];
F=inv（s*I-A）;
G=simple（C*F*B）
G=
（12*s+59）/（s^2+6*s+8）
8-4
symss;
A=[01;-2-3];
I=[10;01];
F=inv（s*I-A）;
G=ilaplace（F）;
X0=[1;-1];
XT=G*X0
XT=
1/exp（t）
-1/exp（t）
8-14
A=[132;020;013];
B=[21;11;-1-1];
N=size（A）;
n=N
（1）;
C=ctrb（A,B）
rank=rank（C）
ifrank==n
disp（'Systemiscontrolled'）
else
disp（'Systemisnotcontrolled'）
end
C=
213254
112244
-1-1-2-2-4-4
rank=
2
Systemisnotcontrolled
8-16
symsabcd;
A=[a000;0b00;00c0;000d];B=[0;1;0;1];C=[0010];D=0;
Q=[C;C*A;C*A^2;C*A^3]
rank=rank（Q）
N=size（A）;
n=N
（1）
ifrank==n
disp（'Systemisobservable'）
else
disp（'Systemisnotobservable'）
end
Q=
[0,0,1,0]
[0,0,c,0]
[0,0,c^2,0]
[0,0,c^3,0]
rank=
1
n=
4
Systemisnotobservable
8-24
A=[10.1;01];B=[0.005;0.1];
P=[0.6;0.8];K=place（A,B,P）
K=
8.00005.6000
实验项目
Simulink仿真环境基本应用
实验时间
2015年01月
实验地点
90304
实验性质
验证性设计性综合性
教师评价：
评价教师签名：
一：
实验目的
1．深入了解MATLAB基本操作方法。
2．加深MATLAB控制系统工具箱和符号运算工具箱的使用技能
3．掌握Simulink仿真环境基本应用
二：
实验主要内容及过程
升级会员 