自动控制实验五实验报告 Matlab.docx
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自动控制实验五实验报告Matlab
实验五Matlab/Simulink仿真实验
03009211李浩
一、实验目的:
1.学习系统数学模型的多种表达方法,并会用函数相互转换。
2.学习模型串并联及反馈连接后的系统传递函数。
3.掌握系统BODE图,根轨迹图及奈奎斯特曲线的绘制方法。
并利用其对系统进行分析。
4.掌握系统时域仿真的方法,并利用其对系统进行分析。
二、预习要求:
借阅相关Matlab/Simulink参考书,熟悉能解决题目问题的相关Matlab函数。
三、实验内容:
1.已知H(s)=
,求H(s)的零极点表达式和状态空间表达式。
>>num=[0.051];
>>den=[0.020.31];
>>sys=tf(num,den);
>>[z,p,k]=tf2zp(num,den)
z=
-20
p=
-10
-5
k=
2.5000
>>num=[0.051];
>>den=[0.020.31];
>>sys=tf(num,den);
>>pzmap(sys);
>>roots(den)
ans=
-10
-5
>>roots(num)
ans=
-20
>>
>>num=[0.051];
>>den=[0.020.31];
>>[ABCD]=tf2ss(num,den)
A=
-15-50
10
B=
1
0
C=
2.500050.0000
D=
0
>>
2.已知
,
。
(1)求两模型串联后的系统传递函数。
>>[nump,denp]=series(num1,den1,num2,den2)
nump=
00015
denp=
14520
(2)求两模型并联后的系统传递函数。
>>num1=[15];
>>den1=[1320];
>>num2=[1];
>>den2=[11];
>>[nump,denp]=parallel(num1,den1,num2,den2)
nump=
01485
denp=
14520
(3)求两模型在负反馈连接下的系统传递函数。
>>[num,den]=feedback(num1,den1,num2,den2,-1)
num=
00165
den=
14535
3.作出上题中
(1)的BODE图,并求出幅值裕度与相位裕度。
>>num=[15];
>>den=[1452];
>>G=tf(num,den);
>>bode(G);
>>grid;
>>[g,p,wg,wp]=margin(num,den);
>>[g,p,wg,wp]
ans=
18.001667.34994.79601.1127
>>
4.给定系统开环传递函数为
,绘制系统的根轨迹图与奈奎斯特曲线,并求出系统稳定时的增益K的范围。
>>num=[1];
>>den=[14910];
>>G=tf(num,den,-1);
>>rlocus(G);
>>nyquist(G);
>>grid;
5.对题四中的系统,当K=10和40时,分别作出闭环系统的阶跃响应曲线,要求用Simulink实现。
>>num=[10];
>>den=[14920];
>>G=tf(num,den);
>>step(G)
>>grid
>>
num=[40];
>>den=[14950];
>>G=tf(num,den);
>>step(G);
>>grid;
>>
.
.
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