控制系统仿真与CAD实验报告.docx

1、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

2、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

3、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

4、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

5、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