MATLAB控制系统各种仿真例题(包括simulink解法)
MATLAB与控制系统仿真练习题及答案 (2)
MATLAB与控制系统仿真练习题1、在同一坐标系内，画出一条正弦曲线和一条余弦曲线，要求正弦曲线用红色实线、数据点用“+”号显示；余弦曲线用黑色点线、数据点用“*”显示。
x=0:1 /10:2*pi;y=sin(x);plot(x,y,'r--+')hold ont=cos(x);plot(x,t,'k-.*')>>2、绘制单位圆。
a=0:1/10:2*pi;x=cos(a);y=sin(a);plot(x,y)axis squaregrid on3、使用极坐标函数绘制)3/ρ=的曲线。
8θsin10(t=0:0.01:2*pi;>> y=8*sin((10*t)/3);>> polar(t,y)4、绘制方程⎪⎩⎪⎨⎧===)cos()sin(t z t y t x 在[]π20，=t 区间的三维曲线。
t=0:pi/50:2*pi;x=t;y=sin(t);z=cos(t);plot3(x,y,z)5、用不同的线型和颜色在同一坐标内绘制曲线x 5.0e 21y -=、)2sin(2y x π=的图形。
x=0:1/10:10;y1=2*exp(-0.5*x);y2=sin(2*pi*x);plot(x,y1,'r');>> hold onplot(x,y2,'b')6、绘制二维正态分布密度函数)(212221),(y x e y x f +-=π的三维图形。
syms x yz=(1/(2*pi))*exp(-0.5*(x.^2+y.^2));ezsurf(x,y,z)7、选择合适的步长绘制下列函数的图形。
（1）x y cos =，⎥⎦⎤⎢⎣⎡-∈2,2ππx （2）x xe y = x=-2/pi:1/20:2/pi; >> y=sqrt(cos(x)); >> plot(x,y)>> hold on>> y=x.*exp(x);>> plot(x,y)>>8、在同一坐标下绘制函数x 、2x 、3x -、)sin(x x 在()π,0的曲线。
matlab的simulink仿真建模举例 -回复
matlab的simulink仿真建模举例-回复Matlab的Simulink仿真建模举例Simulink是Matlab附带的一款强大的仿真建模工具，它能够帮助工程师们通过可视化的方式建立和调试动态系统模型。
Simulink通过简化传统的数学模型建立过程，使得工程师们能够更加直观地理解和分析复杂的系统。
在本文中，我们将介绍一个关于电机控制系统的Simulink仿真建模的例子。
一、了解电机控制系统在开始建模之前，我们首先需要了解电机控制系统的基本原理。
电机控制系统通常包括输入、电机和输出三个主要部分。
输入通常是来自于传感器或用户的命令信号，例如转速、位置或力矩。
电机是通过接受输入信号并根据特定的控制算法生成输出信号。
输出信号通常是电机的转速、位置或功率等。
控制算法通常采用比例-积分-微分（PID）控制或者其他控制算法。
二、建立Simulink模型1. 创建新的Simulink模型在Matlab主界面中，选择Simulink选项卡下的“New Model”创建一个新的Simulink模型。
2. 添加输入信号在Simulink模型中，我们首先需要添加输入信号模块。
在Simulink库浏览器中选择“Sources”类别，在右侧面板中找到“Step”模块，并将其拖放到模型中。
3. 添加电机模型接下来，我们需要将电机模型添加到Simulink模型中。
Simulink库浏览器中选择“Simscape”类别，在右侧面板中找到“Simscape Electrical”子类别，然后找到“Simscape模型”模块，并将其拖放到模型中。
4. 连接输入信号和电机模型将输入信号模块的输出端口与电机模型的输入端口相连，以建立输入信号与电机模型之间的连接。
5. 添加输出信号模块在Simulink模型中，我们还需要添加输出信号模块。
在Simulink库浏览器中选择“Sinks”类别，在右侧面板中找到“Scope”模块，并将其拖放到模型中。
matlab的控制系统仿真上机习题
1．已知系统结构图如下图所示。
试建立Simulink 仿真模型，并确定K 值，使阻尼系数ζ=0.5，画出此时系统的单位阶跃响应曲线并求出动态性能指标（超调量、上升时间、调节时间和峰值时间）。
-R(s)C(s)K8.016s -s1syms s G1 G2 H1 H2 phi1 phi K;G1=16/(s+0.8); H1=K; phi1=G1/(1+G1*H1); G2=phi1*1/s;H2=1; phi=factor(G2/(1+G2*H2)) wn=sqrt(16);zeta=0.5; k=(2*zeta*wn-0.8)/16 zeta=0.5;wn=4;beta=acos (zeta); tr=(pi-beta)/(wn*sqrt(1-(zeta)^2)) tp=pi/(wn*sqrt(1-(zeta)^2))ts=3/(zeta*wn)sigma=exp(-pi*zeta/(1-(zeta)^2)^(1/2))--2． 试画出如图所示系统的零极点图，并确定系统的稳定性。
-C(s)4s()11.0302+s s -50R(s)syms s G1 G2 H1 H2 phi1 phi;G1=30/(0.1*s^3+s^2);H1=4*s; phi1=G1/(1+G1*H1);G2=50;H2=1;phi=factor(G2*phi1/(1+G2*phi1*H2))phi =15000/(s^3+10*s^2+1200*s+15000) closys=tf(15000,[1,10,1200,15000]);pzmap(closys)3．已知某系统开环传递函数为：()()()15.012102+++=sssssG，试用Bode图法判断闭环系统的稳定性，并用阶跃响应曲线加以验证；求出相位裕量和幅值裕量。
num=10;den=(conv(conv([1,0],[2,1]),[1,0.5,1]));sys=tf(num,den);subplot(1,2,1);bode(sys);grid onsubplot(1,2,2);step(sys);grid onsubplot(1,1,1);margin(sys); [wn,pm,wg,wc]=margin(sys)-140-120-100-80-60-40-200204060M a g n i t u d e (d B )10-210-110101102-360-315-270-225-180-135-90P h a s e (d e g )Bode DiagramGm = -22.5 dB (at 0.707 rad/sec) , P m = -136 deg (at 1.62 rad/sec)Frequency (rad/sec)wn =0.0750 pm =-136.3866 wg =0.7067 wc =1.62104．已知某系统开环传递函数为：()122+++=ssssG，试用Nyquist稳定判据判断闭环系统的稳定性，并用阶跃响应曲线加以验证。
控制系统matlab仿真设计题目
计算机学院自动化控制系统仿真实验题目1. 设计一个PID 调节器，对1025)(2++=s s G s 实行调节，通过仿真分析出最佳调节参数。
写出仿真步骤、过程、中间结果及结果分析。
2. 利用最小二乘递推算法，辨识系统参数，要求利用matlab 编程实现，假设初始参数都为0，I p 610)0(=，I 为单位阵。
)(k u 为（0,1）均匀分布的随机变量，)(k v 为（0,1）分布的白噪声，采样100次)()2(5.0)1(0.1)2(7.0)1(5.1)(k v k u k u k z k z k z +-+-=-+--3. 求解解微分方程 1)0(2'=-=y y x y y要求利用matlab 编写S 函数求解4. 利用Matlab 编写M 文件实现控制系统仿真，要求1）输入传递函数，状态方程能够实现阶跃响应，2）能够绘制系统的bode 图，nquist 曲线图和根轨迹。
5. 已知控制系统传递函数)102.0)(12.0(20)(++=s s s s G ，性能指标要求 1） 超调量%40≤σ，2）过度时间s t S 1≤，3）70≥v K ，设计一个串联滞后校正环节，满足以上性能指标，手工计算出校正环节传递函数，利用Matlab 语言对系统进行仿真设计出结果，利用simulink 进行仿真出结果（以单位阶跃响应为输入）。
6. 已知单位负反馈系统的开环传递函数)12.0)(1()(2.0++=-s s s Ke s G s，性能指标要求 1） 静态误差系数1=v K ，2）045≥γ， 在前向通道中插入一相位超前校正，确定校正系统传函，利用matlab 画出未校正和校正系统的根轨迹，编程实现校正前后系统的阶跃响应，计算系统性能指标。
7. 单位负反馈系统的开环传递函数)12.0)(11.0()(0++=s s s K s G ，用相应的频率校正法对系统进行校正设计，使系统的性能指标达到：1)相角余度060≥γ，2）在单位斜坡下的稳态误差05.0<SS e ，3）系统的s rad C /3<ω。
控制系统数字仿真模拟题
控制系统数字仿真模拟题在控制系统数字仿真模拟中，我们将通过几个案例来展示数字仿真在控制系统设计和分析中的重要性和应用。
案例一：PID控制器调节系统在这个案例中，我们将模拟一个PID控制器调节系统。
首先，我们需要建立一个被控对象的数学模型，可以是一阶或二阶系统。
然后，我们根据实际的控制需求来确定PID控制器的参数。
接下来，我们使用数字仿真软件，比如MATLAB/Simulink来搭建系统模型，将被控对象和PID控制器连接起来并进行仿真。
通过改变PID参数的值，我们可以观察系统响应的变化并优化控制性能。
案例二：状态空间控制系统在这个案例中，我们将研究状态空间控制系统的数字仿真。
状态空间方法是一种描述系统动态特性的有效工具。
我们首先需要得到系统的状态空间表示，包括状态方程和输出方程。
然后，我们使用数字仿真软件来模拟系统的时间响应和频率响应。
通过改变初始状态和控制输入信号，我们可以观察系统的状态变化和输出响应。
通过数字仿真，我们可以更好地理解状态空间控制系统的特性和优化控制策略。
案例三：数字滤波器设计数字滤波器在控制系统中扮演着重要的角色。
在这个案例中，我们将研究数字滤波器的设计和性能评估。
首先，我们需要确定滤波器的类型，如低通滤波器、高通滤波器或带通滤波器。
然后，我们可以使用数字仿真软件来设计和仿真滤波器的频率响应和时域响应。
通过改变滤波器的参数，我们可以优化滤波器的性能和滤波效果。
通过上述案例，我们可以看到数字仿真在控制系统设计和分析中的重要性和灵活性。
它可以帮助工程师在设计前进行系统验证和仿真调试，避免了实际搭建系统的成本和风险。
数字仿真还可以快速优化控制策略和参数，提高系统的性能和鲁棒性。
因此，掌握数字仿真工具和方法对于控制系统工程师来说至关重要。
总结起来，数字仿真在控制系统设计和分析中具有重要的作用。
通过合理利用数字仿真软件和工具，工程师可以更好地理解系统的特性和优化控制策略。
数字仿真可以帮助工程师提高工作效率，节省成本，并减少了实际试验的风险。
《MATLABSimulink与控制系统仿真(第版)》的Simulink仿真详解18页PPT
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29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
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30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
《MATLAB仿真详解 26、我们像鹰一样，生来就是自由的，但是为了生存，我们不得不为自己编织一个笼子，然后把自己关在里面。——博莱索
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27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
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28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
MATLAB控制系统各种仿真例题(包括simulink解法)
一、 控制系统的模型与转换1． 请将下面的传递函数模型输入到matlab 环境。
]52)1)[(2(24)(32233++++++=s s s s s s s G )99.02.0)(1(568.0)(22+--+=z z z z z H ，T=0.1s >> s=tf('s');G=(s^3+4*s+2)/(s^3*(s^2+2)*((s^2+1)^3+2*s+5));GTransfer function:s^3 + 4 s + 2------------------------------------------------------s^11 + 5 s^9 + 9 s^7 + 2 s^6 + 12 s^5 + 4 s^4 + 12 s^3>> num=[1 0 0.56];den=conv([1 -1],[1 -0.2 0.99]);H=tf(num,den,'Ts',0.1)Transfer function:z^2 + 0.56-----------------------------z^3 - 1.2 z^2 + 1.19 z - 0.992． 请将下面的零极点模型输入到matlab 环境。
请求出上述模型的零极点，并绘制其位置。
)1)(6)(5()1)(1(8)(22+++-+++=s s s s j s j s s G )2.8()6.2)(2.3()(1511-++=----z z z z z H ，T=0.05s>>z=[-1-j -1+j];p=[0 0 -5 -6 -j j];G=zpk(z,p,8)Zero/pole/gain:8 (s^2 + 2s + 2)--------------------------s^2 (s+5) (s+6) (s^2 + 1)>>pzmap(G)>> z=[0 0 0 0 0 -1/3.2 -1/2.6];p=[1/8.2];H=zpk(z,p,1,'Ts',0.05)Zero/pole/gain:z^5 (z+0.3125) (z+0.3846)-------------------------(z-0.122)Sampling time: 0.05>>pzmap （H ）num=[0,7.1570,-6.4875 ];den=[1,-2.2326,1.7641,-0.4966];sysd=tf(num,den,0.05,'variable','z^-1')Transfer function:7.157 z^-1 - 6.487 z^-2-----------------------------------------1 - 2.233 z^-1 + 1.764 z^-2 - 0.4966 z^-3Sampling time: 0.05二、 线性系统分析1. 请分析下面传递函数模型的稳定性。
MATLAB与控制系统仿真练习题(含图)及答案
MATLAB 与控制系统仿真练习题（含图）1、已知函数x x e x f x sin cos )(-=，作出函数的大致图像。
>> syms x>> y=exp(x)*cos(x)-sin(x); >> ezplot(y)2、求下列极限：（1）30sin lim xx x x -→ >> syms x>> y=(x-sin(x))/(x^3);>> limit(y,x,0)ans =1/6(2) xx x ⎪⎭⎫ ⎝⎛+∞→11lim >> y=(1+1/x)^x;>> limit(y,x,inf)ans =exp(1)3、求下列函数的导数：(1)x e y x sin =>> syms x>> y=exp(x)*sin(x);>> diff(y,x)ans =exp(x)*sin(x)+exp(x)*cos(x)(2) x e x x y 22sin +=>> syms x>> y=sin(x)+x^2*exp(2*x);>> diff(y,x)ans =cos(x)+2*x*exp(2*x)+2*x^2*exp(2*x)4、求.)1(532⎰-dx x x 和.sin ⎰xdx e x（1）.)1(532⎰-dx x xsyms x>> int(x^2*(1-x^3)^5)ans =-1/18*x^18+1/3*x^15-5/6*x^12+10/9*x^9-5/6*x^6+1/3*x^3（2）.sin ⎰xdx e x>> int(exp(x)*sin(x))ans =-1/2*exp(x)*cos(x)+1/2*exp(x)*sin(x)5、求.)(102⎰-dx x x 和.1102⎰-dx x x (1) .)(102⎰-dx x x>> syms x>> int(x-x^2,0,1)ans =1/6(2) .1102⎰-dx x x>> syms x>> int(x*(1-x^2)^0.5,0,1)ans =1/36、已知二元函数),(cos )sin(2xy xy z +=试求y x z x z y z x z ∂∂∂∂∂∂∂∂∂222,,,。
MATLABSimulink系统仿真习题
第 12 章 MATLAB Simulink 系统仿真习题 12一、选择题1．启动Simulink 后，屏幕上出现的窗口是（）。
AA．Simulink 开端页C． Simulink Block Browser窗口B． Simulink Library Browser窗口D．Simulink 模型编写窗口2．模块的操作是在（）窗口中进行的。
DA．Library Browser C． Block Editer B．Model Browser D．模型编写3 ．Integrator 模块包含在（）模块库中。
BA． Sources B． Continuous C． Sinks D． Math Operations4．要在模型编写窗口中复制模块，不正确的方法是（A．单击要复制的模块，按住鼠标左键并同时按下Ctrl）。
B键，挪动鼠标到适合地点松开鼠标B．单击要复制的模块，按住鼠标左键并同时按下Shift 键，挪动鼠标到适合地点松开鼠标C．在模型编写窗口选择Edit→ Copy 命令和Edit→ Paste 命令D．右键单击要复制的模块，从快捷菜单中选择Copy 命令和5 ．已知仿真模型如图 12-41 （ a）所示，示波器的输出结果如图Paste 命令12-41 （b）所示。
（a）仿真模型（b）示波器输出结果图 12-41 习题仿真模型及仿真结果则 XY Graph图形记录仪的输出结果是（）。
CA．正弦曲线B．余弦曲线C．单位圆D．椭圆二、填空题1． Simulink （能 / 不可以）离开 MATLAB环境运转。
2．成立 Simulink 仿真模型是在窗口进行的。
模型编写窗口3． Simulink 仿真模型往常包含、系统模块和三种元素。
信号源（ Source），信宿（ Sink）4．由控制信号控制履行的子系统称为，它分为、和。
条件履行子系统，使能子系统，触发子系统，使能加触发子系统。
5．为子系统定制参数设置对话框和图标，使子系统自己有一个独立的操作界面，这类操作称为子系统的。
matlab-SIMULINK仿真实例
二并联杆数控螺旋面钻头尖刃磨机的机构仿真一、仿真原理一、实训题目：全自动洗衣机控制系统实训目的及要求：1、掌握欧姆龙PLC的指令，具有独立分析和设计程序的能力2、掌握PLC梯形图的基本设计方法3、培养分析和解决实际工程问题的能力4、培养程序设计及调试的能力5、熟悉传输带控制系统的原理及要求实训设备:：1、OMRON PLC及模拟实验装置1台2、安装CX-P编程软件的PC机1台3、PC机PLC通讯的RS232电缆线1根实训内容：1、分析工艺过程，明确控制要求（1）按下启动按扭及水位选择开关，相应的显示灯亮，开始进水直到高（中、低）水位，关水。
（2）2秒后开始洗涤。
（3）洗涤时，正转30秒停2秒；然后反转30秒停2秒。
（4）循环5次，总共320秒，然后开始排水。
排水后脱水30秒。
图1 全自动洗衣机控制2、统计I/O点数并选择PLC型号输入：系统启动按钮一个，系统停止按钮一个，高、中、低水位控制开关三个，高、中、低液位传感器三个，以及排水液位传感器一个。
输出：进出水显示灯一盏，高、中、低水位显示灯各一盏，电机正、反转显示灯各一盏，排水、脱水显示灯灯各一盏。
PLC的型号：输入一共有9个，考虑到留有15％～20％的余量即9×（1＋15％）＝10.35，取整数10，所以共需10个输入点。
输出共有8个，8×（1＋15％）＝9.2，取整数9，所以共需9个输出点。
可以选OMRON公司的CPM1A/CPM2A 型PLC就能满足此例的要求。
3、I/O分配表1 全自动洗衣机控制I/O分配表输入输出地址名称地址名称00000 启动系统按钮01000 排水显示灯00001 高水位选择按钮01001 脱水显示灯00002 中水位选择按钮01002 进、出水显示灯00003 低水位选择按钮01003 高水位显示灯00004 排水液位传感器01004 中水位显示灯00005 停止系统按钮01005 低水位显示灯00006 高水位液位传感器01006 电机正转显示灯00007 中水位液位传感器01007 电机反转显示灯00008 低水位液位传感器4、PLC控制程序设计及分析实现功能：当按下按钮00000,中间继电器20000得电并自锁,按下停止按钮00005，中间继电器20000掉电。
matlab的simulink仿真建模举例
matlab的simulink仿真建模举例Matlab的Simulink仿真建模举例Simulink是Matlab的一个工具包，用于建模、仿真和分析动态系统。
它提供了一个可视化的环境，允许用户通过拖放模块来构建系统模型，并通过连接和配置这些模块来定义模型的行为。
Simulink是一种功能强大的仿真平台，可以用于解决各种不同类型的问题，从控制系统设计到数字信号处理，甚至是嵌入式系统开发。
在本文中，我们将通过一个简单的例子来介绍Simulink的基本概念和工作流程。
我们将使用Simulink来建立一个简单的电机速度控制系统，并进行仿真和分析。
第一步：打开Simulink首先，我们需要打开Matlab并进入Simulink工作环境。
在Matlab命令窗口中输入"simulink"，将会打开Simulink的拓扑编辑器界面。
第二步：创建模型在拓扑编辑器界面的左侧，你可以看到各种不同类型的模块。
我们将使用这些模块来构建我们的电机速度控制系统。
首先，我们添加一个连续模块，代表电机本身。
在模块库中选择Continuous中的Transfer Fcn，拖动到编辑器界面中。
接下来，我们添加一个用于控制电机速度的控制器模块。
在模块库中选择Discrete中的Transfer Fcn，拖动到编辑器界面中。
然后，我们需要添加一个用于输入参考速度的信号源模块。
在模块库中选择Sources中的Step，拖动到编辑器界面中。
最后，我们添加一个用于显示模拟结果的作用模块。
在模块库中选择Sinks 中的To Workspace，拖动到编辑器界面中。
第三步：连接模块现在，我们需要将这些模块连接起来以定义模型的行为。
首先，将Step模块的输出端口与Transfer Fcn模块的输入端口相连。
然后，将Transfer Fcn模块的输出端口与Transfer Fcn模块的输入端口相连。
接下来，将Transfer Fcn模块的输出端口与To Workspace模块的输入端口相连。
matlab仿真实例100题
matlab仿真实例100题Matlab是一种强大的数学软件，广泛应用于科学计算、数据分析和工程仿真等领域。
在学习和使用Matlab的过程中，通过实例的方式进行仿真练习是一种非常有效的学习方法。
下面将给出100个Matlab仿真实例题目，帮助读者更好地掌握Matlab的使用。
1. 编写一个程序，计算并输出1到100之间所有奇数的和。
2. 编写一个程序，计算并输出1到100之间所有偶数的乘积。
3. 编写一个程序，计算并输出1到100之间所有素数的个数。
4. 编写一个程序，计算并输出1到100之间所有整数的平方和。
5. 编写一个程序，计算并输出1到100之间所有整数的立方和。
6. 编写一个程序，计算并输出1到100之间所有整数的阶乘和。
7. 编写一个程序，计算并输出1到100之间所有整数的倒数和。
8. 编写一个程序，计算并输出1到100之间所有整数的平均值。
9. 编写一个程序，计算并输出1到100之间所有整数的中位数。
10. 编写一个程序，计算并输出1到100之间所有整数的标准差。
11. 编写一个程序，计算并输出1到100之间所有整数的方差。
12. 编写一个程序，计算并输出1到100之间所有整数的最大值。
13. 编写一个程序，计算并输出1到100之间所有整数的最小值。
15. 编写一个程序，计算并输出1到100之间所有整数的平方根和。
16. 编写一个程序，计算并输出1到100之间所有整数的立方根和。
17. 编写一个程序，计算并输出1到100之间所有整数的对数和。
18. 编写一个程序，计算并输出1到100之间所有整数的指数和。
19. 编写一个程序，计算并输出1到100之间所有整数的正弦和。
20. 编写一个程序，计算并输出1到100之间所有整数的余弦和。
21. 编写一个程序，计算并输出1到100之间所有整数的正切和。
22. 编写一个程序，计算并输出1到100之间所有整数的双曲正弦和。
23. 编写一个程序，计算并输出1到100之间所有整数的双曲余弦和。
matlab-SIMULINK仿真实例解析
二并联杆数控螺旋面钻头尖刃磨机的机构仿真一、仿真原理一、实训题目：全自动洗衣机控制系统实训目的及要求：1、掌握欧姆龙PLC的指令，具有独立分析和设计程序的能力2、掌握PLC梯形图的基本设计方法3、培养分析和解决实际工程问题的能力4、培养程序设计及调试的能力5、熟悉传输带控制系统的原理及要求实训设备:：1、OMRON PLC及模拟实验装置1台2、安装CX-P编程软件的PC机1台3、PC机PLC通讯的RS232电缆线1根实训内容：1、分析工艺过程，明确控制要求（1）按下启动按扭及水位选择开关，相应的显示灯亮，开始进水直到高（中、低）水位，关水。
（2）2秒后开始洗涤。
（3）洗涤时，正转30秒停2秒；然后反转30秒停2秒。
（4）循环5次，总共320秒，然后开始排水。
排水后脱水30秒。
图1 全自动洗衣机控制2、统计I/O点数并选择PLC型号输入：系统启动按钮一个，系统停止按钮一个，高、中、低水位控制开关三个，高、中、低液位传感器三个，以及排水液位传感器一个。
输出：进出水显示灯一盏，高、中、低水位显示灯各一盏，电机正、反转显示灯各一盏，排水、脱水显示灯灯各一盏。
PLC的型号：输入一共有9个，考虑到留有15％～20％的余量即9×（1＋15％）＝10.35，取整数10，所以共需10个输入点。
输出共有8个，8×（1＋15％）＝9.2，取整数9，所以共需9个输出点。
可以选OMRON公司的CPM1A/CPM2A 型PLC就能满足此例的要求。
3、I/O分配表1 全自动洗衣机控制I/O分配表输入输出地址名称地址名称00000 启动系统按钮01000 排水显示灯00001 高水位选择按钮01001 脱水显示灯00002 中水位选择按钮01002 进、出水显示灯00003 低水位选择按钮01003 高水位显示灯00004 排水液位传感器01004 中水位显示灯00005 停止系统按钮01005 低水位显示灯00006 高水位液位传感器01006 电机正转显示灯00007 中水位液位传感器01007 电机反转显示灯00008 低水位液位传感器4、PLC控制程序设计及分析实现功能：当按下按钮00000,中间继电器20000得电并自锁,按下停止按钮00005，中间继电器20000掉电。
控制系统MATLAB仿真作业学习资料
Ce 0.132V /(r • min 1 ) ，允许过载倍数λ=1.5；
2.晶闸管装置放大系数： K s 40 ；
3.电枢回路总电阻：R=0.5Ω；
4.时间常数：Tl=0.05s，Tm=0.3s;
5.电流反馈系数：
U
* im
Байду номын сангаас
10
0.05V / A ；
1.5I N 1.5136
6.转速反馈系数：
（3）按小时间常数近似处理，取 Tn =0.0074+0.02=0.00274。
2.转速调节器的结构选择：PI 型，其传递函数为：WASR
s
Kn
ns ns
1
。
3.选择转速调节器参数
取 h=5，则 ASR 超前时间常数：τn=h*Tn =5*0.00274=0.137s
转速开环增益：KN =h + 1/2 h2 T2Σn2=159.84s- 1； 于是ASR的比例系数为：Kn =( h + 1)βCe Tm/2 hαRT Σn=12.388
直流电动机双闭环控制系统的仿真结构图
转速环空载高速起动波形图
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转速环满载高速起动波形图
转速环抗扰波形图
4 分析
一般来说，我们总希望在最大电流受限制的情况下，尽量发挥直流电动机的过载能力，使电力拖动控制系 统以尽可能大的加速度起动，达到稳态转速后，电流应快速下降，保证输出转矩与负载转矩平衡，进入稳 定运行状态。为实现在约束条件快速起动，关键是要有一 个使电流保持在最大值的恒流过程。根据反馈 控制规律，要控制某个量，就要引入这个量的负反馈。因此很自然地想到要采用电流负反馈控制过程。这 里实际提到了两个控制阶段。起动过程中，电动机转速快速上升，而要保持电流恒定，只需电流负反馈； 稳定运行过程中，要求转矩保持平衡，需使转速保持恒定，应以转速负反馈为主。
自控实验-自动控制系统的MATLAB仿真分析
实验名称：自动控制系统的MATLAB仿真分析一、实验目的1.熟悉MATLAB在自动控制系统仿真中的应用；2.对自动控制系统进行仿真研究；3.掌握用MATLAB绘制自动控制系统根轨迹及对数频率特性的方法，掌握根据系统根轨迹及对数频率特性分析自动控制系统性能的方法。
二、实验设备1.计算机2.MATLAB软件三、实验内容1.用MATLAB提供的Simulink仿真软件工具对实验一中的各个典型环节及二阶系统进行阶跃响应仿真研究，将仿真获得的阶跃响应结果与模拟电路获得的阶跃响应结果进行比较。
（1）比例环节传递函数为200 ()51 G s=建立仿真模型，得到的输出结果如图所示：（2）积分环节传递函数为9.8 ()G ss=建立仿真模型，得到的输出结果如图所示：（3）一阶惯性环节传递函数为3.9 ()0.21G ss=+建立仿真模型，得到的输出结果如图所示：（4）比例积分环节传递函数为0.39781 ()0.102sG ss+=建立仿真模型，得到的输出结果如图所示：（5）比例微分环节传递函数为10 ()220s G ss=++建立仿真模型，得到的输出结果如图所示：（6）比例微分积分环节传递函数为51050 ()220sG ss s+=+++建立仿真模型，得到的输出结果如图所示：（7） 二阶系统的阶跃响应 ①0.325K ξ==传递函数为2()250()10250C s R s s s =++ 建立的仿真模型与阶跃响应仿真波形如下图所示：②0.510K ξ==传递函数为2()100()10100C s R s s s =++ 建立的仿真模型与阶跃响应仿真波形如下图所示：③0.75K ξ==传递函数为2()50()1050C s R s s s =++ 建立的仿真模型与阶跃响应仿真波形如下图所示：2. 单位负反馈系统的开环传递函数为：(1)()()(21)k s G s H s s s +=+仿真绘制K 从0~∞变化时的根轨迹，分析系统的稳定性。
matlab仿真实例
峰值时间tp=32s 上升时间tr=10.3s 调整时间ts=3.9e+003s
超调量σ%=96.7%
图一
图二
图三
4)修改参数，分别实现ξ=1和ξ=2的响应曲线，并记录:
ξ=1:
程序: >> zeta=1;
>> wn=sqrtm(10)
wn =
3.1623
>> sys=tf(10,[1,2*wn*zeta,10]);
>> step(sys)
>> title('ξ=1响应曲线' )
(图见下页)
ξ=2:
程序:
>> zeta=2;
程序:
>> sys=tf(10,[1,2,10]);step(sys)
>> sys=tf(10,[1,2,10]);
>>step(sys)
>>hold on
>>sys=tf([1,0.5,10],[1,2,10]);
>>step(sys)
>>gtext('\leftarrow G(s)');
>>gtext('\leftarrow G2(s)');
G(s)=0.01/(s^2+0.002*s+0.01)的峰值时间tp上升时间tr调整时间ts超调量
σ%。
G(s)=120/(s^2+12*s+120):
程序:
>> sys=tf(120,[1,12,120]);
>> step(sys)
matlabsimulink例题
matlabsimulink例题
当涉及到MATLAB Simulink的例题时，通常会涉及到控制系统、信号处理、通信系统等方面的建模和仿真。
下面我将以一个简单的
控制系统示例为例来说明。
假设我们要设计一个简单的PID控制器来控制一个直流电机的
转速。
首先，我们需要建立直流电机的数学模型，包括电机的转动
惯量、电磁转矩等参数。
然后，我们可以在Simulink中建立一个模型，包括输入端（期望转速）、控制器、电机模型和反馈回路。
我
们可以使用PID控制器模块来实现控制器部分，并将其参数进行调
整以达到期望的性能指标。
在Simulink中，我们可以使用Scope模块来实时监测电机的转
速响应，也可以使用Step模块来输入期望转速信号。
通过仿真我们
可以观察到实际转速与期望转速的差异，并根据需要对PID控制器
参数进行调整，直到达到满意的控制效果。
此外，Simulink还可以用于建模和仿真其他类型的系统，比如
通信系统、信号处理系统等。
例如，我们可以建立一个简单的调制
解调模型来演示数字通信系统的工作原理，或者建立一个滤波器模
型来演示信号处理系统的频率响应。
总之，MATLAB Simulink提供了一个强大的工具来进行系统建模和仿真，可以帮助工程师和研究人员快速有效地验证他们的设计和算法。
希望这个简单的例子可以帮助你更好地理解MATLAB Simulink的应用。
matlab simulink求解微分方程组例题
matlab simulink求解微分方程组例题以下是一个使用MATLAB Simulink求解微分方程组的例子：假设有一个简单的二阶线性微分方程组：dx1/dt = a11*x1 + a12*x2dx2/dt = a21*x1 + a22*x2其中，a11、a12、a21和a22是给定的常数。
1. 创建一个新的Simulink模型。
2. 在模型中添加两个积分器（Integrator）模块，分别表示x1和x2的积分变量。
3. 添加两个乘法器（Gain）模块，分别表示a11和a12，将常数a11和a12连接到相应的乘法器输入。
4. 将积分器和乘法器的输出连接到一个加法器（Sum）模块，表示a11*x1 + a12*x2。
5. 重复步骤3和4，添加两个乘法器和一个加法器，表示a21*x1 + a22*x2。
6. 将两个加法器的输出连接到相应的积分器的输入，表示dx1/dt和dx2/dt。
7. 添加一个作用于积分器输出的数据记录器（To Workspace）模块，用于记录x1和x2的值。
通过上述步骤，我们建立了一个包含两个积分器和四个乘法器的模型，表示二阶线性微分方程组。
我们可以通过设置初始条件和常数a11、a12、a21和a22的值，使用Simulink模型求解微分方程组并观察结果。
例如，假设初始条件为x1(0) = 1，x2(0) = 0，a11 = 2，a12 = -1，a21 = 1，a22 = -2。
设置初始条件后，运行Simulink模型，模型将在仿真时间内求解微分方程组，并将x1和x2的值保存在工作空间中。
通过查看工作空间中的数据记录，我们可以获得仿真时间内x1和x2的值，并观察它们的变化情况。
MATLAB控制系统仿真-simulink
6 4 u 2 0
系统为一个两输入两输出系统 》A=[1 6 9 10; 3 12 6 8; 4 7 9 11; 5 12 13 14]; 》B=[4 6; 2 4; 2 2; 1 0]; 》C=[0 0 2 1; 8 0 2 2]; 》D=zeros(2,2);
第五节
一、模型的转换
• 举例应用： 1）exp3_2.m 系统1为：
0 x1 1 y 1 1
1 0 x1 u1 2 1 3 x 1 u 1
系统2为：
0 x2 1 y 2 1 1 0 x2 u2 3 1 4 x 2
0 . 25 i s 2i 2 s 1
2s 9s 1
3
k= 2
结果表达式： G ( s ) 2
0 . 25 i s 2i
第四节
状态空间描述
状态方程与输出方程的组合称为状态空间表达式，又称 为动态方程，经典控制理论用传递函数将输入—输出关 系表达出来，而现代控制理论则用状态方程和输出方程 来表达输入—输出关系，揭示了系统内部状态对系统性 能的影响。
零极点增益模型： G ( s ) 4 3 2 s 9 s 45 s 87 s 50 》num=[1,11,30,0]; 》den=[1,9,45,87,50]; [z,p,k]=tf2zp(num,den) 》 z= p= k= 0 -6 -5 -3.0000+4.0000i -3.0000-4.0000i -2.0000 1
用法举例： 0 1）已知系统状态空间模型为： x 1
y 1
1 0 x u 2 1 3 x u
》A=[0 1; -1 -2]; B=[0;1]; 》C=[1,3]; D=[1]; 》[num,den]=ss2tf(A,B,C,D,iu) ％iu用来指定第n个输入，当只有一个输入时可忽略。 》num=1 5 2; den=1 2 1; 》[z,p,k]=ss2zp(A,B,C,D,iu) 》z= -4.5616 p= -1 k=1 -0.4384 -1
控制系统设计及仿真题目2011
+ 1) ，设计
PID
控制器，
使得系统的加速度误差 Ka ≥ 12 ，幅值穿越频率 ωc ≥ 5rad / s ， 相位裕度 ϕ(ωc ) ≥ 45�
（1）绘制校正前后开环系统 Bode 图，验算系统指标；（2）绘制校正前后闭环系统（单位 负反馈）的阶跃响应曲线，分析校正效果。
Hale Waihona Puke 5. 构建图 4 所示模型，要求： （1） 建立 PID 控制器子图并进行封装（虚线框内），并且
程如下： （1）转矩平衡方程
Jθ̇̇+ cθ̇ = Ktia
（2）电路方程
La
dia dt
+
Raia
=
va
−
..
Ke θ
Θ(s)
试求该系统的传递函数
，并绘制系统的 Bode 图和 Nyquist 图。
Va (s)
图3
4. 已知某一伺服机构的开环传递函数为
G(s)
=
s(0.5s
1 + 1)(0.1s
《控制系统设计与仿真》题目
1. 试用 MATLAB 语言表示图 1 所示系统的传递函数模型和状态空间模型。其中 y= x2 为系
统输出，f 为系统输入。
（图中 k=7N/m, c1 = 0.5N / m ⋅ s−1 , c2 = 0.2N / m ⋅ s−1, m1 = 3.5kg, m2 = 5.6kg ）.
1） 控制器参数变量为 kp,ki,kd 和饱和值 ± sat;
2） kp,ki,kd 由指令窗输入，sat 值（设为 5）由子图参数对话框输入。 （2） 方波输入（幅值为 1，频率为 0.2Hz），调节控制器参数，记录示波器的输出。 （3） 由工作空间输入指令（r=0.6sin2t+0.4cost,t=0-20s），记录示波器的输出。
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一、 控制系统的模型与转换1． 请将下面的传递函数模型输入到matlab 环境。
]52)1)[(2(24)(32233++++++=s s s s s s s G )99.02.0)(1(568.0)(22+--+=z z z z z H ，T=0.1s >> s=tf('s');G=(s^3+4*s+2)/(s^3*(s^2+2)*((s^2+1)^3+2*s+5));GTransfer function:s^3 + 4 s + 2------------------------------------------------------s^11 + 5 s^9 + 9 s^7 + 2 s^6 + 12 s^5 + 4 s^4 + 12 s^3>> num=[1 0 0.56];den=conv([1 -1],[1 -0.2 0.99]);H=tf(num,den,'Ts',0.1)Transfer function:z^2 + 0.56-----------------------------z^3 - 1.2 z^2 + 1.19 z - 0.992． 请将下面的零极点模型输入到matlab 环境。
请求出上述模型的零极点，并绘制其位置。
)1)(6)(5()1)(1(8)(22+++-+++=s s s s j s j s s G )2.8()6.2)(2.3()(1511-++=----z z z z z H ，T=0.05s>>z=[-1-j -1+j];p=[0 0 -5 -6 -j j];G=zpk(z,p,8)Zero/pole/gain:8 (s^2 + 2s + 2)--------------------------s^2 (s+5) (s+6) (s^2 + 1)>>pzmap(G)>> z=[0 0 0 0 0 -1/3.2 -1/2.6];p=[1/8.2];H=zpk(z,p,1,'Ts',0.05)Zero/pole/gain:z^5 (z+0.3125) (z+0.3846)-------------------------(z-0.122)Sampling time: 0.05>>pzmap （H ）num=[0,7.1570,-6.4875 ];den=[1,-2.2326,1.7641,-0.4966];sysd=tf(num,den,0.05,'variable','z^-1')Transfer function:7.157 z^-1 - 6.487 z^-2-----------------------------------------1 - 2.233 z^-1 + 1.764 z^-2 - 0.4966 z^-3Sampling time: 0.05二、 线性系统分析1. 请分析下面传递函数模型的稳定性。
221)(23+++=s s s s G 13)50600300(13)(22+++++=s s s s s s G>> num=[1];den=[1 2 1 2];G=tf(num,den);eig(G)'ans =-2.00000.0000 - 1.0000i0.0000 + 1.0000i可见，系统有两个特征根在虚轴上，一个特征根在虚轴左侧，所以系统是临界稳定的。
>> num=[3 1];den=[300 600 50 3 1];G=tf(num,den);eig(G)'ans =-1.9152-0.14140.0283 - 0.1073i0.0283 + 0.1073i可见，有两个特征根在虚轴右侧，所以系统是不稳定的。
2. 请判定下面离散系统的稳定性。
)05.025.02.0(23)(23+--+-=z z z z z H )34039.804.10215.20368.791.1576.1112.2)(1234512-++--++=-------z z z z z z z z H>> num=[-3 2];den=[1 -0.2 -0.25 0.05];H=tf(num,den,'Ts',0.1);[eig(H) abs(eig(H))]ans =-0.5000 0.50000.5000 0.50000.2000 0.2000可以看出，由于各个特征根的模均小于1，所以可以判定闭环系统是稳定的。
>> z=tf('z',0.1);H=(2.12*z^-2+11.76*z^-1+15.91)/…;(z^-5-7.368*z^-4-20.15*z^-3+102.4*z^-2+80.39*z-1-340);[eig(H) abs(eig(H))]ans =0 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 04.1724 4.17240.3755 + 0.1814i 0.41700.3755 - 0.1814i 0.4170-0.5292 0.5292-0.2716 0.27160.1193 0.1193可以看出，由于4.1724这个特征根的模大于1，所以可以判定闭环系统是不稳定的。
3. 设描述系统的传递函数为4032010958411812467284224494536546364032018576022208812266436380598251418)(2345678234567+++++++++++++++=s s s s s s s s s s s s s s s s G ，假定系统具有零初始状态，请求出单位阶跃响应曲线和单位脉冲响应曲线。
>> num=[18 514 5982 36380 122664 22088 185760 40320];den=[1 36 546 4536 22449 67284 118124 109584 40320];G=tf(num,den)Transfer function:18 s^7 + 514 s^6 + 5982 s^5 + 36380 s^4 + 122664 s^3 + 22088 s^2 + 185760 s + 40320-----------------------------------------------------------------------------------------s^8 + 36 s^7 + 546 s^6 + 4536 s^5 + 22449 s^4 + 67284 s^3 + 118124 s^2 + 109584 s + 40320>> step(G ,10)>> impulse(G ,10)单位阶跃响应：单位脉冲响应：以下只做了解三、 基于MATLAB 的PID 控制器设计设计题目：1. 应用Ziegler — Nichols 算法设计PID 控制器，实现系统的闭环稳定，并比较对各个系统的控制效果。
3)1s (1G(s)+=未连入PID 控制器时的系统仿真及其性能指标如下：可见，未调节时的系统性能有待提高，需设计PID控制器连入。
输入：>> num=1;den=conv( [1,1],conv( [1,1],[1,1] ));Step(num,den);K=dcgain (num,den)得出：K =1根据图形，得出：L=1.86 T=4.4利用自定义的Ziegler_std函数求出Kp、Ti、Td输入：>> K=1;L=1.86;T=4.4;[num,den,Kp,Ti,Td]=Ziegler_std (3,[K,L,T])得出：num =2.6400 2.8387 1.5262den =10Kp =2.8387Ti =3.7200Td =0.9300根据得出的Kp 、Ti 、Td 值，设计PID 控制器，并利用利用Simulink 仿真建模。
仿真模型及其响应如下：可见，加入PID 控制器调节后，系统性能明显改善。
5)1s (1G(s)+=未连入PID 控制器时的系统仿真及其性能指标如下：可见，未调节时的系统性能有待提高，需设计PID 控制器连入。
输入：>> num=1;den=conv([1,1],conv([1,1],…;conv( [1,1],conv( [1,1],[1,1] ))));Step(num,den);K=dcgain (num,den)得出：K = 1根据图形，得出：L=3.4 T=6.8利用自定义的Ziegler_std函数求出Kp、Ti、Td输入：>> K=1;L=3.4;T=6.8;[num,den,Kp,Ti,Td]=Ziegler_std (3,[K,L,T])得出:num =4.0800 2.4000 0.7059den =1 0Kp =2.4000Ti =6.8000Td =1.7000根据得出的Kp、Ti、Td值，设计PID控制器，并利用利用Simulink仿真建模。
仿真模型及其响应如下：可见，加入PID控制器调节后，系统性能明显改善。
3)1 s(1-1.5s G(s)++=利用Simulink建模，未连入控制器时，仿真模型和响应如下：可见，未调节时的系统性能有待提高，需设计PID控制器连入。
输入:>>num=[-1.5 1];den=conv( [1,1],conv( [1,1],[1,1] ));Step(num,den);K=dcgain (num,den)得出:K =1根据图形，得出：L=1.8 T=5.7利用自定义的Ziegler_std函数求出Kp、Ti、Td输入:>> K=1;L=1.8T=5.7;[num,den,Kp,Ti,Td]=Ziegler_std (3,[K,L,T])得出:num =3.4200 3.8000 2.1111den =10Kp =3.8000Ti =3.6000Td =0.9000根据得出的Kp、Ti、Td值，设计PID控制器，并利用利用Simulink仿真建模。
仿真模型及其响应如下：可见，加入PID控制器调节后，系统性能明显改善。
以下可以不看四、模糊控制器设计设计任务：试设计一个模糊控制器，实现对室内温度的控制的模拟。
参考输入：（1）温度18-40℃范围内分为七个论域，NB NM NS ZE PS PM PB；隶属度函数满足高斯分布；（2）温度变化率-2 ~2℃范围内分为七个论域，NB NM NS ZE PS PM PB；隶属度函数满足高斯分布；参考输出：变频空调输出的控制信号。