实验二 典型环节的MATLAB仿真
实验二 二阶系统matlab仿真(dg)
利用simulink进行仿真的步骤：1.打开Matlab软件；2.在Command Window命令行>>后输入simulink并回车或点击窗口上部图标直接进入simulink界面；3.点击File-New-Modle就可以在新的界面上建立系统的仿真模型了；4.在左面的器件模型库中找到所需模型，用鼠标将器件模型拖到建立的界面上，然后用鼠标将它们用连线连起来，系统的仿真模型就建立起来了；5.点击界面上部的图标‘’进行仿真，双击示波器就可以看到仿真结果。
实验要用到的元件模型的图标及解释如下：阶跃信号：在simulink-source中可以找到，双击可以设定阶跃时间。
sum：在simulink-math operations中可以找到，双击可以改变器属性以实现信号相加还是相减；比例环节：在simulink-math operations中可以找到，双击可以改变器属性以改变比例系数；积分环节：在simulink-continues中可以找到；传函的一般数学模型表达形式：在simulink-continues中可以找到，双击可以对传递函数进行更改（通过设定系数）。
示波器：在simulink-sinks中可以找到。
实验二二阶系统的Matlab仿真一、实验目的1、研究二阶系统的特征参数―阻尼比ζ和无阻尼自然频率ωn对系统动态性能的影响。
2、利用simulink工具和MATLAB语句实现二阶系统的仿真。
3、熟悉MATLAB语句对二阶系统传函的表达形式以及阶跃响应的表达形式。
二、实验内容1、simulink仿真（标准二阶系统ωn=1,ζ＝0.5）2、用Matlab语句实现二阶系统仿真(1)对于标准二阶系统,当ωn=4,改变ζ值对性能的影响-1<ζ<0（负阻尼）>> step(tf(4^2,[1,2*(-0.5)*4,4^2]))ζ<-1（负阻尼）>> step(tf(4^2,[1,2*(-1.5)*4,4^2]))ζ＝0（零阻尼）>> step(tf(4^2,[1,2*0*4,4^2]))0<ζ<1（欠阻尼）>> figure>> step(tf(4^2,[1,2*0.1*4,4^2]))>>hold on>> step(tf(4^2,[1,2*0.2*4,4^2]))>> step(tf(4^2,[1,2*0.3*4,4^2]))>> step(tf(4^2,[1,2*0.4*4,4^2]))>> step(tf(4^2,[1,2*0.5*4,4^2]))>> step(tf(4^2,[1,2*0.6*4,4^2]))>> step(tf(4^2,[1,2*0.7*4,4^2]))>> step(tf(4^2,[1,2*0.8*4,4^2]))>> step(tf(4^2,[1,2*0.9*4,4^2]))ζ=1（临界阻尼）>> figure>> step(tf(4^2,[1,2*1*4,4^2]))ζ>1（过阻尼）>> hold on>> step(tf(4^2,[1,2*2.0*4,4^2]))>> step(tf(4^2,[1,2*4.0*4,4^2]))>> step(tf(4^2,[1,2*8.0*4,4^2]))(2)对于标准二阶系统,当ζ＝0.5，改变ωn时的情况：>> figure>> step(tf(1^2,[1,2*0.5*1,1^2])) （ωn＝1）>> hold on>> step(tf(2^2,[1,2*0.5*2,2^2])) （ωn＝2）>> step(tf(4^2,[1,2*0.5*4,4^2])) （ωn＝4）>> step(tf(8^2,[1,2*0.5*8,8^2])) （ωn＝8）三、实验报告要求：1、记录由matlab仿真所得到的阶跃响应曲线。
MATLAB仿真实验项目
二、实验设备
PC 机，MATLAB 仿真软件。
三、实验内容
10 ，运用串联校正方法，设计控制器，使 0.5s 2 s 系统的性能满足要求。
被控对象 G p ( s)
四、实验步骤
+ 校 正
阶跃信号
10 0.5s 2 s
1、作原系统的 bode 图，求出静态误差系数 K v 0 ，相位裕度 c 0 和开 环截止频率 c 0 。 2、作时域仿真，求出阶跃响应曲线，记录未校正系统的时域性能 Mp 和 ts,并记录下所选择的参数。 3、设计超前校正装置 Gc(s),实现希望的开环频率特性，即
s=-5。
(b)
G2 ( s )
s 2 0.5s 10 s 2 2s 10 ，分子分母多项式阶数相等，即 n=m=2。
(c) G3 ( s) (d) G4 ( s)
s 2 0.5s ，分子多项式零次项系数为零。 s 2 2s 10
s ，原响应的微分，微分系数为 1/10。 s 2s 10
1 修改参数,写出程序分别实现 n1 = n 0 和 n 2 =2 n 0 的响应曲线,并作记录。 2
% n 0 10 3、试作以下系统的脉冲响应，并比较与原系统响应曲线的差别与特点，作出 相应的实验分析结果 (a) G1 (s)
2s 10 ，有系统零点情况，即 s 2 2s 10
2
2、修改参数,分别实现 =1, =2 的响应曲线,并作记录。 程序为: n0=10；d0=[1 2 10]；step（n0，d0 ）
%原系统 =0．36 hold on %保持原曲线 n1=n0，d1=[1 6.32 10]；step（n1，d1） % =1 n2=n0；d2=[1 12.64 10]；step(n2,d2) % =2
控制理论实验仿真—matlab
实验一 典型环节的MATLAB 仿真一、实验目的1．熟悉MATLAB 桌面和命令窗口，初步了解SIMULINK 功能模块的使用方法。
2．通过观察典型环节在单位阶跃信号作用下的动态特性，加深对各典型环节响应曲线的理解。
3．定性了解各参数变化对典型环节动态特性的影响。
二、SIMULINK 的使用MATLAB 中SIMULINK 是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包。
利用SIMULINK 功能模块可以快速的建立控制系统的模型，进行仿真和调试。
1．运行MATLAB 软件，在命令窗口栏“>>”提示符下键入simulink 命令，按Enter 键或在工具栏单击按钮，即可进入如图1-1所示的SIMULINK 仿真环境下。
2．选择File 菜单下New 下的Model 命令，新建一个simulink 仿真环境常规模板。
3．在simulink 仿真环境下，创建所需要的系统。
以图1-2所示的系统为例，说明基本设计步骤如下：1）进入线性系统模块库，构建传递函数。
点击simulink 下的“Continuous ”，再将右边窗口中“Transfer Fen ”的图标用左键拖至新建的“untitled ”窗口。
2）改变模块参数。
在simulink 仿真环境“untitled ”窗口中双击该图标，即可改变传递函数。
其中方括号内的数字分别为传递函数的分子、分母各次幂由高到低的系数，图1-1 SIMULINK 仿真界面 图1-2 系统方框图数字之间用空格隔开；设置完成后，选择OK ，即完成该模块的设置。
3）建立其它传递函数模块。
按照上述方法，在不同的simulink 的模块库中，建立系统所需的传递函数模块。
例：比例环节用“Math ”右边窗口“Gain ”的图标。
4）选取阶跃信号输入函数。
用鼠标点击simulink 下的“Source ”，将右边窗口中“Step ”图标用左键拖至新建的“untitled ”窗口，形成一个阶跃函数输入模块。
实验二 典型环节的模拟与仿真
1 t (1-12) T 特点： 输出量不但与输入量的积分成正比例， 当输入消失， 输出具有记忆功能。 具备比例环节与积分环节的共同优点。比例反映系统“快速性” ，而“积分”则 反映系统“过去”的所有变化。 4、惯性（T）环节。
其结构图如图 16-7 所示。 其传递函数为：
Ui(s)
K Ts+1
UO(s)
U 0 (S ) K = U i ( S ) TS + 1
(1-13)
图 16-7 惯性 （ T） 环节
惯性环节的模拟电路如图 16-8 所示,
R1
其传递函数为：
Ui(s)
R0
+
C
100k 100k
+
UO(s)
U 0 (S ) R /R = 1 0 U i ( S ) R1CS + 1
比较式(1-13)和(1-14)得
R1
C1
R2 C2 R3
Ui(s) R0
100k
+
100k
+
UO(s)
图 16-12
比例积分微分（PID）环节的模拟电路
其传递函数为
U 0 ( S ) R1 + R2 R C R C S +1 1 = + + 2 2⋅ 1 1 U i (S ) R0 R0 C1 S R0 C1 R3C 2 S + 1
U 0 ( s ) s 2 + 21s + 10 = U i ( s) s 2 + 10 s
在 MATLAB 的 simulink 环境下,作出如下结构图 16-13、并仿真。
图 16-13
各个环节仿真结构图
仿真结果如图 16-14 典型环节仿真结果图
Matlab仿真实验报告
Matlab仿真实验报告姓名：黄涛学号：2011302540056学院：电气工程学院[在此处键入文档的摘要。
摘要通常是对文档内容的简短总结。
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]实验一直流电路一实验目的1、加深对直流电路的节点电压法和网孔电流法的理解。
2、学习MATLAB的矩阵运算方法。
二、实验内容：1、电阻电路的计算如图，已知：R1=2，R2=6,R3=12,R4=8,R5=12,R6=4,R7=2.(1) 如Us=10V,求i3,u4,u7;(2) 如U4=4V,求Us,i3,i7.（1）Z = [20 -12 0;-12 32 -12;0 -12 18];V = [10 0 0]';I = inv(Z)*V;i3 = I(1)-I(2);u4 = 8*I(2);u7 = 2*I(3);fprintf('i3=%f \n',i3)fprintf('u4=%f \n',u4)fprintf('u7=%f \n',u7)仿真结果：i3=0.357143u4=2.857143u7=0.476190（2）Z = [0 8 0;-12 32 -12;0 -12 18];V = [4 0 0]';I = inv(Z)*V;Us = 20*I(1)-12*I(2);i3 = I(1)-I(2);i7 = I(3);fprintf('Us=%f \n',Us)fprintf('i3=%f \n',i3)fprintf('i7=%f \n',i7)仿真结果：Us=14.000000i3=0.500000i7=0.3333332、求解电路里的电压，例如V1,V2,……V5.Y = [1 -1 2 -2 0;0 5 -13 8 0;2 0 4 -11 0;176 -5 5 -196 0;0 0 0 0 1];I = [0 -200 -120 0 24]';V = inv(Y)*I;fprintf('V1=%fV\nV2=%fV\nV3=%fV\nV4=%fV\nV5=%fV\n',V(1),V(2),V(3),V(4),V(5))仿真结果：V1=117.479167VV2=299.770833VV3=193.937500VV4=102.791667VV5=24.000000V3、如图，已知R1=R2=R3=4,R4=2,控制常数k1=0.5,k2=4,is=2,求i1和i2.Z = [1 0 0 0;-4 16 -8 -4;0 0 1 0.5;0 -8 4 6];V = [2 0 0 0]';I = inv(Z)*V;i1 = I(2)-I(3);i2 = I(4);fprintf('i1=%f V\ni2=%f V\n',i1,i2)仿真结果：i1=1.000000 Vi2=1.000000 V三、实验总结Matlab可用于计算矩阵，方便电路分析过程中的计算。
MATLAB仿真实验报告
MATLAB仿真实验报告MATLAB仿真实验报告实验三PID控制仿真实验一、实验目的1．掌握MATLAB6.5软件的使用方法。
2．完成直流伺服电机PID典型控制系统结构图设计及调试。
二、实验内容1．熟悉MATLAB6.5软件各菜单作用。
2．完成直流伺服电机PID典型系统结构图设计并调试成功。
三、实验设备微型计算机1台四、实验步骤1．双击桌面MATLAB6.5快捷图标，进入MATLAB仿真环境。
2．单击菜单simulink选项，进入其界面。
单击filenew--model进入新建文件界面。
3．在新建文件界面中，通过simulink选项的下拉菜单中选择仿真需要的函数及器件，组成仿真系统结构图。
4．仿真调试：鼠标单击“黑三角”图标，再双击“SCOPE”示波器，即可显示仿真结果。
5．改变参数，观察调试结果。
五、实验报告要求1．写出实验具体过程。
2．画出仿真结果图和仿真系统结构图。
实验四直流电机双闭环系统仿真实验一、实验目的1．掌握MATLAB6.5软件的使用方法。
2．完成双闭环典型系统结构图设计及调试。
二、实验内容1．熟悉MATLAB6.5软件各菜单作用。
2．完成PID典型系统结构图设计并调试成功。
三、实验设备微型计算机1台四、实验步骤1．双击桌面MATLAB6.5快捷图标，进入MATLAB仿真环境。
2．单击菜单simulink选项，进入其界面。
单击filenewmodel进入新建文件界面。
3．在新建文件界面中，通过simulink选项的下拉菜单中选择仿真需要的函数及器件，组成仿真系统结构图。
4．仿真调试：鼠标单击“黑三角”图标，再双击“SCOPE”示波器，即可显示仿真结果。
5．改变参数，观察调试结果。
五、实验报告要求1．写出实验具体过程。
2．画出仿真结果图和仿真系统结构图。
实验五直流电机控制模型仿真实验一、实验目的1．掌握MATLAB6.5软件的使用方法。
2．完成直流电机仿真系统结构图设计及调试。
二、实验内容1．熟悉MATLAB6.5软件各菜单作用。
MATLAB仿真实验全部
实验一 MATLAB 及仿真实验（控制系统的时域分析）一、实验目的学习利用MATLAB 进行控制系统时域分析，包括典型响应、判断系统稳定性和分析系统的动态特性；二、预习要点1、 系统的典型响应有哪些？2、 如何判断系统稳定性？3、 系统的动态性能指标有哪些？三、实验方法（一） 四种典型响应1、 阶跃响应：阶跃响应常用格式：1、)(sys step ；其中sys 可以为连续系统，也可为离散系统。
2、),(Tn sys step ；表示时间范围0---Tn 。
3、),(T sys step ；表示时间范围向量T 指定。
4、),(T sys step Y =；可详细了解某段时间的输入、输出情况。
2、 脉冲响应：脉冲函数在数学上的精确定义：0,0)(1)(0〉==⎰∞t x f dx x f 其拉氏变换为：)()()()(1)(s G s f s G s Y s f === 所以脉冲响应即为传函的反拉氏变换。
脉冲响应函数常用格式： ① )(sys impulse ；② );,();,(T sys impulse Tn sys impulse ③ ),(T sys impulse Y =（二） 分析系统稳定性有以下三种方法：1、 利用pzmap 绘制连续系统的零极点图；2、 利用tf2zp 求出系统零极点；3、 利用roots 求分母多项式的根来确定系统的极点（三） 系统的动态特性分析Matlab 提供了求取连续系统的单位阶跃响应函数step 、单位脉冲响应函数impulse 、零输入响应函数initial 以及任意输入下的仿真函数lsim.四、实验内容(一) 稳定性1.系统传函为()27243645232345234+++++++++=s s s s s s s s s s G ，试判断其稳定性%Matlab 计算程序num=[3 2 5 4 6];den=[1 3 4 2 7 2];G=tf(num,den);pzmap(G);p=roots(den) 2.用Matlab 求出253722)(2342++++++=s s s s s s s G 的极点。
自动实验一——典型环节的MATLAB仿真报告
自动实验一——典型环节的MATLAB仿真报告引言：典型环节的MATLAB仿真是一种常见的模拟实验方法，通过使用MATLAB软件进行建模和仿真，可以有效地研究和分析各种复杂的物理系统和控制系统。
本报告将介绍一个典型环节的MATLAB仿真实验，包括实验目的、实验原理、实验步骤、实验结果和讨论等内容。
一、实验目的本实验旨在通过MATLAB仿真实验，研究和分析一个典型环节的动态特性，深入了解其响应规律和控制方法，为实际系统的设计和优化提供理论支持。
二、实验原理典型环节是控制系统中的重要组成部分，一般包括惯性环节、惯性耦合和纯滞后等。
在本实验中，我们将重点研究一个惯性环节。
惯性环节是一种常见的动态系统，其特点是系统具有自身的动态惯性，对输入信号的响应具有一定的滞后效应，并且在输入信号发生变化时有一定的惯性。
三、实验步骤1.建立典型环节的数学模型。
根据实际情况，我们可以选择不同的数学模型描述典型环节的动态特性。
在本实验中，我们选择使用一阶惯性环节的传递函数模型进行仿真。
2.编写MATLAB程序进行仿真。
利用MATLAB软件的控制系统工具箱，我们可以方便地建立惯性环节的模型，并利用系统仿真和分析工具进行仿真实验和结果分析。
3.进行仿真实验。
选择合适的输入信号和参数设置，进行仿真实验，并记录仿真结果。
4.分析实验结果。
根据仿真结果，可以分析典型环节的动态响应特性，比较不同输入信号和控制方法对系统响应的影响。
四、实验结果和讨论通过以上步骤，我们成功地完成了典型环节的MATLAB仿真实验，并获得了仿真结果。
通过对仿真结果的分析，我们可以得到以下结论：1.惯性环节的响应规律。
惯性环节的响应具有一定的滞后效应，并且对输入信号的变化具有一定的惯性。
随着输入信号的变化速度增加，惯性环节的响应时间呈指数级减小。
2.稳态误差与控制增益的关系。
控制增益对稳态误差有重要影响，适当调整控制增益可以减小稳态误差。
3.不同输入信号的影响。
matlab仿真实验报告,Matlab仿真及其应用实验报告.doc
matlab仿真实验报告,Matlab仿真及其应⽤实验报告.doc Matlab仿真及其应⽤ 实验报告温州⼤学物理与电⼦信息⼯程学院Matlab仿真及其应⽤ 实验报告课程名称：Matlab仿真及其应⽤班 级：10电信姓名：吴** 学号：1011000****实验地点：5B305⽇期：12.25实验⼆ Matlab 基本编程基础[实验⽬的和要求]熟悉MATLAB环境与⼯作空间熟悉变量与矩阵的输⼊、矩阵的运算熟悉M⽂件与M函数的编写与应⽤熟悉MATLAB控制语句与逻辑运算掌握if语句、switch语句、try语句的使⽤。
掌握利⽤for语句、while语句实现循环结构的⽅法。
[实验内容]1⾏100列的Fibonacc 数组a，a(1)=a(2)=1,a(i)=a(i-1)+a(i-2),⽤for循环指令来寻求该数组中第⼀个⼤于10000的元素，并之处其位置i。
编写M函数表⽰曲线以及它的包络线，并从命令窗⼝输⼊命令语句绘制曲线。
t的取值范围是[0，4π]。
设，编写⼀个M函数⽂件，使得调⽤f(x)时，x可⽤矩阵代⼊，得出的f(x)为同阶矩阵。
根据，求时的最⼤n值；与(1)的n值对应的y值。
已知求中，最⼤值、最⼩值、各数之和，以及正数、零、负数的个数。
输⼊⼀个百分制成绩，要求输出成绩等级A,B,C,D,E。
其中，90~100分为A，80~89分为B，70~79分为C，60~69分为D，60分以下为E。
求分段函数的值。
⽤if语句实现输出x=-5.0, -3.0, 1.0, 2.0, 2.5, 3.0, 5.0时的y值。
编写⼀M函数，实现近似计算指数，其中x为函数参数输⼊，当n+1步与n步的结果误差⼩于0.00001时停⽌。
编写⼀M函数，a和x作为M函数参数输⼊，函数⾥⾯分别⽤if结构实现函数表⽰实验结果及分析：1.a=ones(1,100); %定义数组for i=3:100a(i)=a(i-1)+a(i-2);if(a(i)>10000)a(i),break;endend ,i2.function y=ff(t)y1=exp(-t/3);y2=exp(-t/3).*sin(3*t); y=[y1;y2]3.function y=f(x);a=input('输⼊a值：');x=input('输⼊x值：');if(x<=-a)y=-1;elseif(x-a)y=x/a;elsey=1;endend4.for n=1:100f(n)=1./(2*n-1);y=sum(f)if y>=3my=y-f(n)breakendendmy5.f(1)=1,f(2)=0,f(3)=1; for n=4:100f(n)=f(n-1)-2*f(n-2)+f(n-3);enda=sum(f);b=max(f);c=min(f);p=f==0,d=sum(p);%p等于f为0的个数p1=f>0,e=sum(p1);p2=f<0,f=sum(p2);a,b,c,d,e,f6.clear;n=input('输⼊成绩：');m=floor(n/10);%取整switch mcase num2cell(9:10)disp('A'); %显⽰在控制框case 8disp('B');case 7disp('C');case 6disp('D');case num2cell(0:5)disp('E');otherwisedisp('error')end7.function y=ex3_4(x)for i=1:length(x)if (x(i)<0)&(x(i)~=-3)y(i)=x(i)^2+x(i)-6elseif (x(i)>=0)&(x(i)<5)&(x(i)~=2)&(x(i)~=3) y(i)=x(i)^2-5*x(i)+6else y(i)=x(i)^2-x(i)-1 endendy8.function t=ex3_4(x) n=0;t=1;y=1;x=input(‘’);while y>=0.00001n=n+1;y=x^n/factorial(n);t=t+y;endn9.function y=f(x);a=input('输⼊a值：'); x=input('输⼊x值：'); if。
matlab 仿真实验报告
matlab 仿真实验报告Matlab 仿真实验报告引言：在科学研究和工程应用中，仿真实验是一种非常重要的手段。
通过在计算机上建立数学模型和进行仿真实验，我们可以更好地理解和预测现实世界中的各种现象和问题。
Matlab作为一种强大的科学计算软件，被广泛应用于各个领域的仿真实验中。
本文将介绍我进行的一次基于Matlab的仿真实验，并对实验结果进行分析和讨论。
实验背景：在电子通信领域中，信号的传输和接收是一个重要的研究方向。
而在进行信号传输时，会受到各种信道的影响，如噪声、衰落等。
为了更好地理解信道的特性和优化信号传输方案，我进行了一次关于信道传输的仿真实验。
实验目的：本次实验的目的是通过Matlab仿真，研究不同信道条件下信号传输的性能，并对比分析不同传输方案的优劣。
实验步骤：1. 信道建模：首先，我需要建立信道的数学模型。
根据实际情况，我选择了常见的高斯信道模型作为仿真对象。
通过Matlab提供的函数，我可以很方便地生成高斯噪声，并将其加入到信号中。
2. 信号传输方案设计：接下来，我需要设计不同的信号传输方案。
在实验中，我选择了两种常见的调制方式：频移键控（FSK）和相移键控（PSK）。
通过调整不同的调制参数，我可以模拟不同的传输效果。
3. 信号传输仿真：在信道模型和传输方案设计完成后，我开始进行信号传输的仿真实验。
通过Matlab提供的信号处理函数，我可以很方便地生成调制后的信号，并将其传输到信道中。
4. 信号接收和解调：在信号传输完成后，我需要进行信号接收和解调。
通过Matlab提供的信号处理函数，我可以很方便地对接收到的信号进行解调，并还原出原始的信息信号。
5. 仿真结果分析：最后，我对仿真结果进行分析和讨论。
通过对比不同信道条件下的传输性能，我可以评估不同传输方案的优劣，并得出一些有价值的结论。
实验结果与讨论：通过对不同信道条件下的信号传输仿真实验，我得到了一些有价值的结果。
首先，我观察到在高斯噪声较大的信道条件下，PSK调制比FSK调制具有更好的抗干扰性能。
实验二 二阶系统matlab仿真(dg)
利用simulink进行仿真的步骤：1.打开Matlab软件；2.在Command Window命令行>>后输入simulink并回车或点击窗口上部图标直接进入simulink界面；3.点击File-New-Modle就可以在新的界面上建立系统的仿真模型了；4.在左面的器件模型库中找到所需模型，用鼠标将器件模型拖到建立的界面上，然后用鼠标将它们用连线连起来，系统的仿真模型就建立起来了；5.点击界面上部的图标‘’进行仿真，双击示波器就可以看到仿真结果。
实验要用到的元件模型的图标及解释如下：阶跃信号：在simulink-source中可以找到，双击可以设定阶跃时间。
sum：在simulink-math operations中可以找到，双击可以改变器属性以实现信号相加还是相减；比例环节：在simulink-math operations中可以找到，双击可以改变器属性以改变比例系数；积分环节：在simulink-continues中可以找到；传函的一般数学模型表达形式：在simulink-continues中可以找到，双击可以对传递函数进行更改（通过设定系数）。
示波器：在simulink-sinks中可以找到。
实验二二阶系统的Matlab仿真一、实验目的1、研究二阶系统的特征参数―阻尼比ζ和无阻尼自然频率ωn对系统动态性能的影响。
2、利用simulink工具和MATLAB语句实现二阶系统的仿真。
3、熟悉MATLAB语句对二阶系统传函的表达形式以及阶跃响应的表达形式。
二、实验内容1、simulink仿真（标准二阶系统ωn=1,ζ＝0.5）2、用Matlab语句实现二阶系统仿真(1)对于标准二阶系统,当ωn=4,改变ζ值对性能的影响-1<ζ<0（负阻尼）>> step(tf(4^2,[1,2*(-0.5)*4,4^2]))ζ<-1（负阻尼）>> step(tf(4^2,[1,2*(-1.5)*4,4^2]))ζ＝0（零阻尼）>> step(tf(4^2,[1,2*0*4,4^2]))0<ζ<1（欠阻尼）>> figure>> step(tf(4^2,[1,2*0.1*4,4^2]))>>hold on>> step(tf(4^2,[1,2*0.2*4,4^2]))>> step(tf(4^2,[1,2*0.3*4,4^2]))>> step(tf(4^2,[1,2*0.4*4,4^2]))>> step(tf(4^2,[1,2*0.5*4,4^2]))>> step(tf(4^2,[1,2*0.6*4,4^2]))>> step(tf(4^2,[1,2*0.7*4,4^2]))>> step(tf(4^2,[1,2*0.8*4,4^2]))>> step(tf(4^2,[1,2*0.9*4,4^2]))ζ=1（临界阻尼）>> figure>> step(tf(4^2,[1,2*1*4,4^2]))ζ>1（过阻尼）>> hold on>> step(tf(4^2,[1,2*2.0*4,4^2]))>> step(tf(4^2,[1,2*4.0*4,4^2]))>> step(tf(4^2,[1,2*8.0*4,4^2]))(2)对于标准二阶系统,当ζ＝0.5，改变ωn时的情况：>> figure>> step(tf(1^2,[1,2*0.5*1,1^2])) （ωn＝1）>> hold on>> step(tf(2^2,[1,2*0.5*2,2^2])) （ωn＝2）>> step(tf(4^2,[1,2*0.5*4,4^2])) （ωn＝4）>> step(tf(8^2,[1,2*0.5*8,8^2])) （ωn＝8）三、实验报告要求：1、记录由matlab仿真所得到的阶跃响应曲线。
典型环节的MATLAB仿真 实验二
实验六① 典型环节的MATLAB 仿真实验内容1.按下列各典型环节的传递函数,建立相应的SIMULINK 仿真模型,观察并记录其单位阶跃响应波形.① 比例环节1)(1=s G SIMULINK 仿真模型:单位阶跃响应波形:② 惯性环节11)(1+=s s G SIMULINK 仿真模型:单位阶跃响应波形:③ 积分环节ss G 1)(1SIMULINK 仿真模型:单位阶跃响应波形:④ 微分环节s s G =)(1 SIMULINK 仿真模型:单位阶跃响应波形:⑤ 比例+微分环节(PD)2)(1+=s s G SIMULINK 仿真模型:单位阶跃响应波形:⑥ 比例+积分环节(PI)ss G 11)(1+=SIMULINK 仿真模型:单位阶跃响应波形:2.观察1()1G s Ts =+,随着T 的变化输出波形的变化T=1时:T=2时:T=5时:T=50时:结论:随着T的增大,输出波形的变化会越来越慢.实验六② 典型系统的时域响应和稳定性分析1.实验目的(1)研究二阶系统的特征参数（n ως，）对过渡过程的影响。
(2)研究二阶对象的三种阻尼比下的响应曲线和系统的稳定性。
(3)熟悉Routh 判据，用Routh 判据对三阶系统进行稳定性分析。
2.实验原理及内容(1)典型的二阶系统稳定性分析(取T0=1,T1=0.2,K1=200/R,其中R=10,50,160,200) ●结构框图●模拟电路图● 系统的开环传递函数To K K S T S ToK S T ToS K s G /;)1(/)1()(11111=+=+=开环增益● 实验内容(1)先算出临界阻尼，欠阻尼，过阻尼时电阻R 的理论值，再将理论值应用于模拟电路中，观察二阶系统的动态性能及稳定性，应与理论分析基本吻合。
图1.14中的：401025;1010/5/2)(;/200;2.0;1112122211R R T K T K s s T K s s s W R K s T s To n n n n n ====++=++====ωςωωςωω其中：闭环传递函数为： (2)典型的三阶系统稳定性分析 （T0=1,T1=0.1,T2=0.5,K=8,12,20）●结构框图● 模拟电路图● 系统的开环传递函数2020120)()(1/500;)15.0)(11.0(/500)()(23=+++⇒=+=++=K s s s s H s G R K S S S Rs H s G 系统统特征方程开环传递函数：实验前由Routh 判据得Routh 阵列为：20020)3/5(20122010123K s K s K s s +- 为保证系统稳定，第一列各值应为正数：⎪⎩⎪⎨⎧>>+-02002035K K 得：系统不稳定系统临界稳定系统稳定Ω<⇒>Ω=⇒=Ω>⇒<<K R K K R K K R K 7.41127.41127.411203.实验步骤：(1)将信号源单元的“ST ”端插针与“S ”端插针用“短路块”短接。
MATLAB仿真实验
● 题 实验一 Matlab 基本操作 一． 实验目的： 1． 掌握矩阵和多项式构造和运算方法。
2． 能够用常用函数进行简单问题求解。
3． 能够进行Matlab 数值运算。
二． 实验内容：1． 用Matlab 可以识别的格式输入下面两个矩阵A=⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡49819323753175323321， B=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡+++345981243576224553328763441i i i 再求出它们的乘积矩阵C 。
2．解线性方程⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡5432141097539108627810715675X=⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡601514035144361363496243． 设矩阵A=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡321212113， B=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---111012111，求⑴ 2A+B ⑵ 42A -32B⑶ AB ⑷ BA ⑸ AB-BA 4． 求解一元六次方程组 36x +125x +44x +73x +8x+1=0 的根5．求多项式36x +125x +44x +73x +8x+1被（x-3）(3x +5x)除后的结果6． 设二阶矩阵A ，B ，X ，满足X-2A=B-X ，其中A=⎥⎦⎤⎢⎣⎡--2112，B=⎥⎦⎤⎢⎣⎡--0220，求矩阵X 。
● 题 实验二 Matlab 基本操作（二）一 实验目的：1． 掌握矩阵方程的构造和运算方法 2． 掌握基本Matlab 控制语句 3． 学会使用Matlab 绘图 二 实验内容1． 求解下列线性方程，并进行解的验证：⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡----1323151122231592127x=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-0174 2、进行下列计算。
（1）k=∑=6322i i（2）求出y=x*sin(x)在0<x<100条件下的每个峰值。
3、绘制下列图形。
（1）sin(1/t), -1<t<1; （2）1-)7(cos 3t4、已知系统闭环传递函数G （S ），分析系统稳定性及单位脉冲、单位阶跃响应。
《MATLAB与控制系统。。仿真》实验报告
《MATLAB与控制系统。
仿真》实验报告《MATLAB与控制系统仿真》实验报告班级：学号：姓名：时间： 2021 年 6 月目录实验一 MATLAB环境的熟悉与基本运算（一）实验二 MATLAB环境的熟悉与基本运算（二）实验三 MATLAB语言的程序设计实验四 MATLAB的图形绘制实验五基于SIMULINK的系统仿真实验六控制系统的频域与时域分析实验七控制系统PID校正器设计法实验八线性方程组求解及函数求极值1实验一 MATLAB环境的熟悉与基本运算（一）一、实验目的1．熟悉MATLAB开发环境2．掌握矩阵、变量、表达式的各种基本运算二、实验基本原理1.熟悉MATLAB环境:MATLAB桌面和命令窗口、命令历史窗口、帮助信息浏览器、工作空间浏览器、文件和搜索路径浏览器。
2.掌握MATLAB常用命令表1 MATLAB常用命令clc clear help lookfor 清除命令窗口中内容清除工作空间中变量对所选函数的功能、调用格式及相关函数给出说明查找具有某种功能的函数但却不知道该函数的准确名称 3.MATLAB变量与运算符3．1变量命名规则3．2 MATLAB的各种常用运算符表2 MATLAB算术运算符操作符 + - * .* ^ .^ 功能说明加减矩阵乘数组乘矩阵乘方数组乘方操作符 \\ .\\ / ./ ' .' 功能说明矩阵左除数组左除矩阵右除数组右除矩阵转置数组转置表3 MATLAB关系运算符操作符 == ~= > < >= <= 功能说明等于不等于大于小于大于等于小于等于表4 MATLAB逻辑运算符逻辑运算符 & 2逻辑运算 And 说明逻辑与 | ~ Or Not Xor 逻辑或逻辑非逻辑异或表5 MATLAB特殊运算符号功能说明示例符号功能说明示例：；，（）[] {} 1:1:4;1:2:11 分隔行分隔列 % 构成向量、矩阵构成单元数组. .. … ！ = 注释调用操作系统命令用于赋值4.MATLAB的一维、二维数组的寻访表6 子数组访问与赋值常用的相关指令格式三、主要仪器设备及耗材计算机四．实验程序及结果1、新建一个文件夹（自己的名字命名，在机器的最后一个盘符）2、启动MATLAB，将该文件夹添加到MATLAB路径管理器中。
实验二 系统模型的建立与系统典型环节的仿真
实验二 系统模型的建立与系统典型环节的仿真一、实验目的1.掌握利用Matlab 软件建立系统传递函数的方法；2.掌握利用Matlab 软件模拟典型环节的基本方法；3.熟悉各种典型环节的阶跃响应曲线，了解各种参数变化对典型环节动态特性的影响；二、实验器材1.计算机2.Matlab 软件三、实验过程1.启动计算机，点击Matlab 软件图标，启动Matlab 软件；2.在M 脚本文件中建立传递函数模型G(s)=13210612623423+++++++s s s s s s s ； 将传递函数的模型的建立过程填写在此！！！！！第一步：……第二步：……3. 在M 脚本文件中建立传递函数模型G(s)=)523()1()66)(2(423322+++++++s s s s s s s s ； 将传递函数的模型的建立过程填写在此！！！！！第一步：……第二步：……3. 传递函数模型G(s)=13210612623423+++++++s s s s s s s 的单位阶跃响应； 将传递函数的单位阶跃响应的建立过程填写在此！！！！！第一步：……第二步：4.对比例环节k s G =)(（k=1~10））的单位阶跃响应仿真；仿真过程填写在此（含过程步骤、程序和仿真图像）5. 对积分环节Ts G 1)(=的单位阶跃响应仿真； 仿真过程填写在此（含过程步骤、程序和仿真图像） 6. 对惯性环节11)(+=Ts s G 的单位阶跃响应仿真； 仿真过程填写在此（含过程步骤、程序和仿真图像） 7. 对振荡环节121)(22++=TS S T s G ξ的单位阶跃响应仿真；(其中，T=6，ξ=0.1,0.4,0.7) 仿真过程填写在此（含过程步骤、程序和仿真图像）四、实验思考1.阻尼比对二阶系统的单位阶跃响应的影响。
答案填写在此！！！五、实验小结200字左右。
实验二用MATLAB建立传递函数模型
《自动控制原理》实验指导书北京科技大学自动化学院控制科学与工程系2013年4月目录实验一典型系统的时域响应和稳定性分析 (1)实验二用MATLAB建立传递函数模型 (5)实验三利用MATLAB进行时域分析 (13)实验四线性定常控制系统的稳定分析 (25)实验五利用MATLAB绘制系统根轨迹 (29)实验六线性系统的频域分析 (37)实验七基于MATLAB控制系统频域法串联校正设计 (51)附录1 MATLAB简介 (58)附录2 SIMULINK简介 (67)实验一典型系统的时域响应和稳定性分析一、实验目的1．研究二阶系统的特征参量(ξ、ωn) 对过渡过程的影响。
2．研究二阶对象的三种阻尼比下的响应曲线及系统的稳定性。
3．熟悉Routh判据，用Routh判据对三阶系统进行稳定性分析。
二、实验设备PC机一台，TD-ACC+教学实验系统一套。
三、实验原理及内容1．典型的二阶系统稳定性分析(1) 结构框图：如图1-1所示。
图1-1(2) 对应的模拟电路图：如图1-2所示。
图1-2(3) 理论分析系统开环传递函数为：G(s)=?开环增益：K=?先算出临界阻尼、欠阻尼、过阻尼时电阻R的理论值，再将理论值应用于模拟电路中，观察二阶系统的动态性能及稳定性，应与理论分析基本吻合。
在此实验中由图1-2，可以确地1-1中的参数。
0?T =， 1?T =，1?K = ?K ⇒=系统闭环传递函数为：()?W s =其中自然振荡角频率：?n ω=；阻尼比：?ζ=。
2．典型的三阶系统稳定性分析(1) 结构框图：如图1-3所示。
图1-3(2) 模拟电路图：如图1-4所示。
图1-4(3) 理论分析系统的开环传函为:()()?G s H s =系统的特征方程为:1()()0G s H s +=。
(4) 实验内容实验前由Routh 判断得Routh 行列式为：S 3 S 2 S 1 S 0为了保证系统稳定，第一列各值应为正数，因此可以确定系统稳定K值的范围系统临界稳定K系统不稳定K值的范围四、实验步骤1）将信号源单元的“ST”端插针与“S”端插针用“短路块”短接。
MATLAB仿真实验模板(新)
MATLAB仿真实验报告册姓名：班级：学号：日期：实验一 MATLAB 软件的安装和基本操作一、 实验目的1、 掌握MATLAB 的安装知识；2、 熟练MATLAB 软件的基本操作。
二、 实验工具电脑、MATLAB 软件三、 实验内容在MATLAB 命令窗口建立函数82sin 5+=t y 和t y cos 5=，并要求：1、 采用plot 命令绘制曲线（要求在同一个图中绘制，且两个采用不同的颜色）；2、 将上述曲线采用不同线型进行绘制；3、 采用坐标命令进行坐标大小调整4、 为该图进行必要的标注。
四、实验过程t=0:pi/20:2*pi;>> y1=5*sin(2*t)+8;>> y2=5*cos(t);>> hold on;>> plot(t,y1,'b');plot(t,y2,'r');>> axis[0 2*pi -6 14];>> axis([0 2*pi -6 14]);>> xlabel('时间');ylabel('幅值');>> title('三角曲线');>> gtext('y1=5*sin(2*t)+8');>> gtext('y2=5*cos(t)');>> legend('y1=5*sin(2*t)+8','y2=5*cos(t)')>> grid on五、实验结论时间幅值实验二 用MATLAB 实现数学运算一、实验目的1、掌握MATLAB 的基本数学运算；2、掌握MATLAB 的矩阵数学运算。
二、实验工具电脑、MATLAB 软件三、实验内容1、用MATLAB 实现运算5ln 573sin 3+++=e y ；2、设]4,2,1[=t ,求2t 和5t ；3、建立矩阵=A ⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛987654321和=B ⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛631，求B A ⨯和A 的秩。
MatLab仿真实验报告
实验一 一阶系统及二阶系统时域特性MatLab 仿真实验 一：实验目的1、通过实验中的系统设计及理论分析方法，进一步理解自动控制系统的设计与分析方法。
2、熟悉仿真分析软件。
3、利用Matlab 对一、二阶系统进行时域分析。
4、掌握一阶系统的时域特性，理解常数T 对系统性能的影响。
5、掌握二阶系统的时域特性，理解二阶系统重要参数对系统性能的影响。
二、实验设备计算机和Matlab 仿真软件。
三、实验内容1、一阶系统时域特性 一阶系统11)(+=Ts s G ，影响系统特性的参数是其时间常数T ，T 越大，系统的惯性越大，系统响应越慢。
Matlab 编程仿真T=0.4，1.2，2.0，2.8，3.6，4.4系统单位阶跃响应。
2、二阶系统时域特性a 、二阶线性系统 16416)(2++=s s s G 单位脉冲响应、单位阶跃响应、单位正弦输入响应的 Matlab 仿真。
b 、二阶线性系统3612362++s s ξ，当ξ为0.1，0.2，0.5，0.7，1.0，2.0时，完成单位阶跃响应的Matlab 仿真，分析ξ值对系统响应性能指标的影响。
四、实验步骤1、一阶系统时域特性clearclcnum=1for del=0.4:0.8:4.4den=[del 1];step(tf(num,den))hold onendlegend('t=0.4','t=1.2','t=2.0','t=2.8','t=3.6','t=4.4') 2、二阶系统时域特性a、clearclcnum=16den=[1 4 16]sys=tf(num,den)[y1,t1]=impulse(sys)impulse(sys)figure ,plot(t1,y1)[y2,t2]=step(sys)step(sys)figure ,plot(t2,y2)hold ont=0:0.1:20figure,lsim(sys,sin(t),t)hold onc、clearclcnum=[0 0 4];den=[1 0.5 4];t=0:0.1:10;step(num,den,t)gridtitle('Step-Response Curves of G(s)=4/[s^2+2s+4]')num=[0 0 36]; den1=[1 1.2 36]; den2=[1 2.4 36]; den3=[1 4.8 36]; den4=[1 8.4 36]; den5=[1 12 36]; den6=[1 24 36];t=0:0.1:10; step(num,den1,t)gridtext(4,1.7,'Zeta=0.1'); holdstep(num,den2,t)text(3.3,1.5,'0.2')step(num,den3,t)text(3.5,1.2,'0.4')step(num,den4,t)text(3.3,0.9,'0.7')step(num,den5,t)text(3.3,0.6,'1.0')step(num,den6,t)text(3.0,0.4,'2.0')title('Step-Response Curves for G(s)=36/[s^2+12(zeta)s+1]')五、实验结果1、2、a、b、。
自动控制原理MATLAB仿真实验指导书(4个实验)
自动控制原理MATLAB仿真实验实验指导书电子信息工程教研室实验一典型环节的MA TLAB仿真一、实验目的1．熟悉MATLAB桌面和命令窗口，初步了解SIMULINK功能模块的使用方法。
2．通过观察典型环节在单位阶跃信号作用下的动态特性，加深对各典型环节响应曲线的理解。
3．定性了解各参数变化对典型环节动态特性的影响。
二、SIMULINK的使用MATLAB中SIMULINK是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包。
利用SIMULINK功能模块可以快速的建立控制系统的模型，进行仿真和调试。
1．运行MA TLAB软件，在命令窗口栏“>>”提示符下键入simulink命令，按Enter键或在工具栏单击按钮，即可进入如图1-1所示的SIMULINK仿真环境下。
2．选择File菜单下New下的Model命令，新建一个simulink仿真环境常规模板。
图1-1 SIMULINK仿真界面图1-2 系统方框图3．在simulink仿真环境下，创建所需要的系统。
以图1-2所示的系统为例，说明基本设计步骤如下：1）进入线性系统模块库，构建传递函数。
点击simulink下的“Continuous”，再将右边窗口中“Transfer Fen”的图标用左键拖至新建的“untitled”窗口。
2）改变模块参数。
在simulink仿真环境“untitled”窗口中双击该图标，即可改变传递函数。
其中方括号内的数字分别为传递函数的分子、分母各次幂由高到低的系数，数字之间用空格隔开；设置完成后，选择OK，即完成该模块的设置。
3）建立其它传递函数模块。
按照上述方法，在不同的simulink的模块库中，建立系统所需的传递函数模块。
例：比例环节用“Math”右边窗口“Gain”的图标。
4）选取阶跃信号输入函数。
用鼠标点击simulink下的“Source”，将右边窗口中“Step”图标用左键拖至新建的“untitled”窗口，形成一个阶跃函数输入模块。
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武汉工程大学实验报告
专业 自动化 班号 02 组别 指导教师 姓名 同组者
实验名称 典型环节的MATLAB 仿真 实验日期 第 2 次实验
一、实验目的
1．熟悉MATLAB 桌面和命令窗口，初步了解SIMULINK 功能模块的使用方法。
2．通过观察典型环节在单位阶跃信号作用下的动态特性，加深对各典型环节响应曲线的理解。
3．定性了解各参数变化对典型环节动态特性的影响。
二、实验内容
按下列各典型环节的传递函数，建立相应的SIMULINK 仿真模型，观察并记录其单位阶跃响应波形。
① 比例环节1)(1=s G 和2)(1=s G ；
② 惯性环节11)(1+=s s G 和1
5.01)(2+=s s G ③ 积分环节s
s G 1)(1= ④ 微分环节s s G =)(1
⑤ 比例+微分环节（PD ）2)(1+=s s G 和1)(2+=s s G
⑥ 比例+积分环节（PI ）s s G 11)(1+=和s
s G 211)(2+=
三、实验结果及分析
① 比例环节1)(1=s G 和2)(1=s G
② 惯性环节11)(1+=s s G 和1
5.01)(2+=s s G
③ 积分环节s s G 1)(1
④ 微分环节s s G =)(1
⑤ 比例+微分环节（PD ）2)(1+=s s G 和1)(2+=s s G
⑥ 比例+积分环节（PI ）s s G 11)(1+=和s s G 211)(2+=
四. 实验心得与体会
MATLAB中SIMULINK可以用来对动态系统进行建模、仿真和分析。
利用SIMULINK功能模块可以快速的建立控制系统的模型，在进行仿真和调试在这次上机实验中，通过对各典型环节SIMULINK仿真模型的练习，我熟悉了各种控制器的原理和结构，也意识到自己对课本理论知识掌握的不足，这提醒我要落实基础，学好每一个章节。