长沙理工大学机械控制工程基础Matlab实验报告.doc
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长沙理工大学机械控制工程基础Matlab实验报告.doc
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《机械控制工程基础》实验报告一
班级·学号机制10-04姓名谢宜波实验日期12.7任课教师唐宏宾
实验名称
实验一控制系统的数学模型
验证型
一、实验目的及要求:
由系统的结构方框图得到控制系统模型,其传递函数方框图,用SIMULINK模型结构图化简控制系统模型,分析系统的阶跃响应,并绘制响应曲线。
二、上机内容:
1、Matlab基础
2、Matlab中系统建模
3、Matlab分析系统的动态特性
三、实验平台
Windows98或2000或XPMatlab5.3以上版本
四、操作过程、源程序和计算结果:
1、题目:
已知X(s)=s^2+2*s+3,Y(s)=s+4求取Z(s)=X(s)Y(s)的表达式,Z(s)=0的根,以及Z(s)在s=0时的值。
源程序:
x=[123];y=[14];
z=conv(x,y)
r=roots(z)
p=poly(r)
v=polyval(z,3)
计算结果:
2、题目:
在Matlab中表达系统G(s)=2(s+2)(s+7)/(s+3)(s+7)(s+9)。
源程序:
z=[-2-7];
p=[-3-7-9];
k=2;
sys=zpk(z,p,k)
计算结果:
3、题目:
源程序:
numh=[11];
denh=[12];
sysh=tf(numh,denh);
numg=[1];
deng=[50000];
sysg=tf(numg,deng);
sys=feedback(sysg,sysh)
计算结果:
4、题目:
源程序:
计算结果:
5、题目:
已知二阶系统
G(S)=1/s²+2ζs+1
Matlab法绘制ζ分别取值0.1、0.25、0.5、1.0时系统的单位脉冲响应。
源程序:
t=[0:
0.1:
10];
num=1;
zeta1=0.1;den1=[12*zeta11];sys1=tf(num,den1);
zeta2=0.25;den2=[12*zeta21];sys2=tf(num,den2);
zeta3=0.5;den3=[12*zeta31];sys3=tf(num,den3);
zeta4=1.0;den4=[12*zeta41];sys4=tf(num,den4);
impulse(sys1,sys2,sys3,sys4,t);
gridon;
计算结果:
6、题目:
已知二阶系统
G(S)=1/s²+2ζs+1
Matlab法绘制ζ分别取值0.1、0.2、0.4、0.7、1.0、2.0是的系统的单位阶跃相应。
源程序:
t=[0:
0.1:
12];num=[1];
zeta1=0.1;den1=[12*zeta11];sys1=tf(num,den1);
zeta2=0.2;den2=[12*zeta21];sys2=tf(num,den2);
zeta3=0.4;den3=[12*zeta31];sys3=tf(num,den3);
zeta4=0.7;den4=[12*zeta41];sys4=tf(num,den4);
zeta5=1.0;den5=[12*zeta51];sys5=tf(num,den5);
zeta6=2.0;den6=[12*zeta61];sys6=tf(num,den6);
step(sys1,sys2,sys3,sys4,sys5,sys6,t);
title('\zeta=0.10.20.40.71.02.0');
gridon;
计算结果:
五、评阅成绩
评阅老师2012年月 日
《机械控制工程基础》实验报告二
班级·学号机制10-04姓名谢宜波实验日期12.7任课教师唐宏宾
实验名称
实验二控制系统的性能分析
验证型
一、实验目的及要求:
本实验是用MATLAB得到控制系统的频域特性曲线,绘制给定控制系统Bode图和Nyquist图,并表示出系统的幅值裕量和相位裕量,-π穿越频率和剪切频率等频域性能指标;用频率法对控制系统进行稳定性判断。
二、上机内容:
1、Matlab中的频率响应函数
2、Matlab求取稳定性裕量
三、实验平台
Windows98或2000或XPMatlab5.3以上版本
四、操作过程、源程序和计算结果:
1、题目:
绘制系统G(s)=100(s+4)/s(s+0.5)(s+50)²的Bode图。
源程序:
k=100;
z=[-4];
p=[0-0.5-50-50];
[num,den]=zp2tf(z,p,k);
bode(num,den);
title('BodePlot')
gridon
计算结果:
2、题目:
绘制系统G(s)=K/s²+4s+25,当K分别取4,10,25是的Bode图。
源程序:
den=[1 4 25];
num1=4;
num2=10;
num3=25;
sys1=tf(num1,den);
sys2=tf(num2,den);
sys3=tf(num3,den);
bode(sys1,sys2,sys3);
grid on
计算结果:
3、题目:
绘制系统G(s)=1/s²+0.8s+1的nyquist图。
源程序:
den=[10.81];
num=1;
nyquist(num,den)
计算结果:
4、题目:
绘制系统G(s)=K/s²+4s+25,当K分别取4,10,25的nyquist图。
源程序:
den=[1 4 25];
num1=4;
num2=10;
num3=25;
sys1=tf(num1,den);
sys2=tf(num2,den);
sys3=tf(num3,den);
bode(sys1,sys2,sys3);
grid on
计算结果:
5、题目:
源程序:
计算结果:
五、评阅成绩
评阅老师2012年月日
《机械控制工程基础》实验报告三
班级·学号机制10-04姓名谢宜波实验日期12.7任课教师唐宏宾
实验名称
实验三控制系统的校正设计
验证型
一、实验目的及要求:
本实验是用MATLAB进行控制系统的校正设计
二、上机内容:
Matlab中进行控制系统的校正设计
三、实验平台
Windows98或2000或XPMatlab5.3以上版本
四、操作过程、源程序和计算结果:
1、题目:
已知某随动系统的系统框图如图所示。
现设,应用MATLAB软件,求系统的闭环传递函数,并求取其零点与极点,并在复平面上,标出零点与极点的位置。
源程序:
numh=[12];
denh=[0.50];
sysh=tf(numh,denh);
num1=[1000];
den1=[0.251];
sys1=tf(num1,den1);
num2=[0.1];
den2=[10];
sys2=tf(num2,den2);
num3=[1];
den3=[1];
sys3=tf(num3,den3);
sys5=series(sysh,sys1)
sys4=series(sys5,sys2)
sys=feedback(sys4,sys3)
计算结果:
2、题目:
应用SIMULINK模块,建立上题所示系统的仿真模型,并求此系统校正前后的单位阶跃响应曲线。
源程序:
计算结果:
1
2
五、评阅成绩
评阅老师2012年月日
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- 关 键 词:
- 长沙 理工大学 机械 控制工程 基础 Matlab 实验 报告