控制系统仿真与CAD实验报告.docx

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控制系统仿真与CAD实验报告

中北大学计算机与控制工程学院实验报告

《控制系统仿真与CAD实验报告》

专业电气工程与智能控制

班级14070541

学号1407054147

姓名袁航

指导教师张瑜

实验报告

实验：

一实验名称：

MATLAB中的基本运算及控制工具箱的使用

实验日期：

2017年3月7日

一、实验目的

1、掌握科学计算的有关方法，熟悉MATLAB语言及其在科学计算中的运用

2、掌握矩阵在MATLAB中的运用

3、了解MATLAB控制系统工具箱中常用函数

4、掌握矩阵、变量、表达式的各种基本运算

二、实验设备

电脑一台、MATLAB

三、实验内容与步骤

1.学习基本的运算方式；

2.学习使用常用的工具模块；

3.学习调整各工具模块的参数；

四、实验结果及分析

1.掌握了MATLAB常用命令

clc清除命令窗口中内容

clear清除工作空间中变量

help对所选函数的功能、调用格式及相关函数给出说明

lookfor查找具有某种功能的函数但却不知道该函数的准确名称

2.MATLAB变量与运算符

变量命名规则如下：

（1）变量名可以由英语字母、数字和下划线组成

（2）变量名应以英文字母开头

（3）长度不大于31个

（4）区分大小写

3.了解了MATLAB工具箱的基本功能概况

每个工具箱中有一个Contents文件，在文件中将该工具箱里的所有函

数其作用功能一一列出，可以在使用前先看此文件，找到要用的函数后，

在命令空间里键入help文件名，即可查到相应函数的调用格式。

例如控制系统工具箱中包括以下几类函数：

*连续系统和离散系统设计；

*状态空间和传递函数；

*模型转换；

*频域响应：

Bode图、Nyquist图、Nichols图；

*时域响应：

脉冲响应、阶跃响应、斜坡响应等；

*根轨迹、极点配置、LQG控制。

4.使用常见的模块搭建仿真模型，并仿真波形，设置延时器参数即延迟时间

实验报告

实验：

二实验名称：

典型控制系统设计与仿真

实验日期：

2017年3月7日

一、实验目的

1、使学生能够通过MATLAB设计控制系统并对其进行仿真

2、了解Simulink的使用环境，掌握Simulink的模块化编程步骤

二、实验设备

电脑一台、MATLAB

三、实验内容与步骤

1.设计一个典型控制系统；

2.搭建一个典型的控制系统模型；

3.对搭建的典型系统进行simulink仿真；

4.观察仿真之后的波形图；

四、实验结果及分析

实验报告

实验：

三实验名称：

基于PID控制的电机控制系统的设计与仿真

实验日期：

2017年3月14日

一、实验目的

1、熟悉SIMULINK工作环境及特点

2、掌握线性系统仿真常用基本模块的用法

3、掌握SIMULINK的建模与仿真方法

4、子系统的创建和封装设计

5、熟悉常规PID控制器的设计方法

6、掌握PID参数的调节规律

7、学习编写程序求系统的动态性能指标

二、实验设备

电脑一台、MATLAB

三、实验内容与步骤

实验内容：

已知系统的开环传递函数:

，试用Ziegler-Nichols整定法计算系统的P，PI，PID控制器的参数，并绘制单位阶跃响应曲线。

四、实验结果及分析

（1）选择切点时，应使直线尽量多的与曲线重合

（2）对于P,PI,PID三种控制类型有不同的参数计算方法，在确定控制器类型之后，必须选择与之相对应的算法，否则会导致最终结果的误差很大，甚至错误。

（3）仿真的激励信号一般采用阶跃信号，不是冲击信号。

控制系统仿真与CAD作业

1.比例环节

2.惯性环节

3.积分环节

4.微分环节

5.振荡环节

6.延时环节

7.一阶系统暂态响应：

一阶系统的单位阶跃响应、单位脉冲响应、斜坡响应

8.二阶系统暂态响应：

二阶系统的单位阶跃响应、单位脉冲响应、斜坡响应