控制系统仿真实验报告要点

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MATLAB与控制系统仿真实验报告

MATLAB与控制系统仿真实验报告第一篇：MATLAB与控制系统仿真实验报告《MATLAB与控制系统仿真》实验报告2013-2014学年第 1 学期专业：班级：学号：姓名：实验三 MATLAB图形系统一、实验目的：1.掌握绘制二维图形的常用函数。

2.掌握绘制三维图形的常用函数。

3.熟悉利用图形对象进行绘图操作的方法。

4.掌握绘制图形的辅助操作。

二、实验原理：1，二维数据曲线图（1）绘制单根二维曲线plot(x,y);（2）绘制多根二维曲线plot(x,y)当x是向量，y是有一维与x同维的矩阵时，则绘制多根不同颜色的曲线。

当x，y是同维矩阵时，则以x，y对应列元素为横、纵坐标分别绘制曲线，曲线条数等于矩阵的列数。

（3）含有多个输入参数的plot函数plot(x1,y1,x2,y2,…,xn,yn)（4）具有两个纵坐标标度的图形plotyy(x1,y1,x2,y2)2,图形标注与坐标控制1）title(图形名称)；2）xlabel（x轴说明）3）ylabel（y轴说明）4）text（x，y图形说明）5）legend（图例1，图例2，…）6）axis（[xmin xmax ymin ymax zmin zmax]）3, 图形窗口的分割 subplot（m,n,p）4,三维曲线plot3（x1,y1,z1,选项1，x2,y2，选项2，…,xn,yn,zn,选项n）5，三维曲面mesh(x,y,z,c)与surf(x,y,z,c)。

一般情况下，x，y，z是维数相同的矩阵。

X，y是网格坐标矩阵，z是网格点上的高度矩阵，c用于指定在不同高度下的颜色范围。

6，图像处理1）imread和imwrite函数这两个函数分别用于将图象文件读入matlab工作空间，以及将图象数据和色图数据一起写入一定格式的图象文件。

2）image和imagesc函数这两个函数用于图象显示。

为了保证图象的显示效果，一般还应使用colormap函数设置图象色图。

控制系统仿真实验报告一

实验一实验一实验一实验一经典的连续系统仿真建模方法经典的连续系统仿真建模方法经典的连续系统仿真建模方法经典的连续系统仿真建模方法一非线性模型仿真一非线性模型仿真一非线性模型仿真一非线性模型仿真编写四阶编写四阶编写四阶rungekuttarungekuttarungekutta公式的计算程序对非线性模型公式的计算程序对非线性模型公式的计算程序对非线性模型33式进行仿真
end
figure(1)
plot([0:hStep:nCounter*hStep]',Hlevel)
Grid
2、函数文件
functionNewX=my_wsh(h,t0,x0,u0)
K1=l_2(t0,x0,u0);
K2=l_2(t0+h/2,x0+h*K1/2,u0);
K3=l_2(t0+h/2,x0+h*K2/2,u0);
U=0.55,h=30 U=0.55,h=40
U=0.55,h=41 U=0.55,h=42
U=0.55,h=45 U=0.55,h=48
结论：由图可知，当h大于41时RK4变得不稳定
（3）ode45脚本文件
clc
clear
close
[t,H]=ode45('ode4_5',[1 200],[1.2 1.1]);
function[dh]=l_2(t,x,u)
A=2;
ku=0.1/0.5;
alpha12 = 0.25/sqrt(1.5);
alpha2 = 0.25/sqrt(1.4);
dh(1)=(ku*(u(1))-x(1,1)/(2*sqrt(1.5)/alpha12)+u(2))/A;
dh(2)=(x(1,1)/(2*sqrt(1.5)/alpha12)-x(1,2)/(2*sqrt(1.4)/alpha2))/A;

控制工程实训课程学习总结基于MATLAB的系统建模与仿真实验报告

控制工程实训课程学习总结基于MATLAB 的系统建模与仿真实验报告摘要：本报告以控制工程实训课程学习为背景，基于MATLAB软件进行系统建模与仿真实验。

通过对实验过程的总结，详细阐述了系统建模与仿真的步骤及关键技巧，并结合实际案例进行了实验验证。

本次实训课程的学习使我深入理解了控制工程的基础理论，并掌握了利用MATLAB进行系统建模与仿真的方法。

1. 引言控制工程是一门应用广泛的学科，具有重要的理论和实践意义。

在控制工程实训课程中，学生通过实验来加深对控制系统的理解，并运用所学知识进行系统建模与仿真。

本次实训课程主要基于MATLAB软件进行，本文将对实验过程进行总结与报告。

2. 系统建模与仿真步骤2.1 确定系统模型在进行系统建模与仿真实验之前，首先需要确定系统的数学模型。

根据实际问题，可以选择线性或非线性模型，并利用控制理论进行建模。

在这个步骤中，需要深入理解系统的特性与工作原理，并将其用数学方程表示出来。

2.2 参数识别与估计参数识别与估计是系统建模的关键，它的准确性直接影响到后续仿真结果的可靠性。

通过实际实验数据，利用系统辨识方法对系统的未知参数进行估计。

在MATLAB中，可以使用系统辨识工具包来进行参数辨识。

2.3 选择仿真方法系统建模与仿真中，需要选择合适的仿真方法。

在部分情况下，可以使用传统的数值积分方法进行仿真；而在其他复杂的系统中，可以采用基于物理原理的仿真方法，如基于有限元法或多体动力学仿真等。

2.4 仿真结果分析仿真结果的分析能够直观地反映系统的动态响应特性。

在仿真过程中，需对系统的稳态误差、动态响应、鲁棒性等进行综合分析与评价。

通过与理论期望值的比较，可以对系统的性能进行评估，并进行进一步的优化设计。

3. 实验案例及仿真验证以PID控制器为例，说明系统建模与仿真的步骤。

首先，根据PID控制器的原理以及被控对象的特性，建立数学模型。

然后，通过实际实验数据对PID参数进行辨识和估计。

控制系统的典型环节的模拟实验报告

课程名称：控制实际乙指导教师：成果：之公保含烟创作实验名称：控制系统典型环节的模拟实验类型：同组学生姓名：一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、把持办法和实验步伐五、实验数据记载和处置六、实验后果与剖析（必填）七、讨论、心得一、实验目的和要求1．熟悉超低频扫描示波器的使用办法2．掌握用运放组成控制系统典型环节的电子电路3．丈量典型环节的阶跃响应曲线4．铜鼓哦是暗夜男了解典型环节中参数的变卦对输出静态性能的影响二、实验内容和原理以运算缩小器为中心元件，由其分歧的RC输入网络和反应网络组成的各种典型环节，如下图所示.右图中可以失掉：由上式可求得有下列模拟电路组成的典型环节的传递函数及其单元阶跃响应1．积分环节衔接电路图如下图所示和第一个实验相同，电源为峰峰值为30V 的阶跃函数电源，运放为LM358型号运放.在这次实验中，R2其实不出现在电路中，所以我们可以同时调节R1的值和C 的值来改动该传递函数的其他参量值.详细表达式为：式中：RC T =由表达式可以画出在阶跃函数的鼓励下，电路所出现的阶跃响应图像实验要求积分环节的传递函数需要到达（1）ss G 1)(1=（2）ss G 5.01)(2= 2．比例微分环节衔接电路图如下图所示在该电路中，实验器材和第一次实验与第二次实验不变，R2仍然固定为1M 不改动.R1与C 并联之后与运算缩小器的负端相连，R2接在运放的输出端和负输入端两端，起到了负反应调节作用.详细表达式为：式中，12R R K =，C R T 1= 由表达式可以画出在阶跃函数的鼓励下，电路所出现的阶跃响应图像实验要求惯性环节的传递函数需要到达（1）s s G +=2)(1（2）s s G 21)(2+=3．惯性环节衔接电路图如图所示在该图中，电源由控制实际电子模拟箱中的阶跃响应电源来替代，电源的峰峰值为30V ；在模拟电子箱中，运算缩小器采用LM358型号的运算缩小器.在控制实际电子模拟箱中，R2是一个固定值，固定为1M Ω，所以我们可以调整R1和C 来改动阶跃响应函数图像的其他参数.电阻R2和电容C 并联接入在运放的负输入端和输出端之间，起到了负反应调节作用.详细导出式如下式中，12R R K =，C R T 2= 由表达式可以画出在阶跃函数的鼓励下，电路所出现的阶跃响应图像实验要求惯性环节的传递函数需要到达（1）11)(1+=s s G （2）15.01)(2+=s s G 三、主要仪器设备1．控制实际电子模拟实验箱一台2．超低频慢扫描示波器一台3．万用表一只四、把持办法和实验步伐（1）依照电路原理图，将实际的电路图衔接起来（2）依据实验要求的传递函数算出R 1与C 的值.在实验1中，T=RC=1，所以取R 1=1M Ω，C=1μF ；在实验2中，T=RC=0.5，所以取R1=1M ΩμF （由两个1μμF 的电容）（3）将示波器的两个表笔接入输出端和输入端（4）接通电源，按下按钮，察看在阶跃函数的直流电源鼓励下，输出端的阶跃响应.2．比例微分环节（1）依照电路原理图，将实际的电路图衔接起来（2）依据实验要求的传递函数算出R2、R1与C的值.由于R2固定为1MΩ，所以只能调整R1和C的值来完成实验.在实验1中，K=2，T=1，所以取R1=0.5，R2Ω，C=1/R1=2μF （由两个1MΩΩ的电阻，由两个1μF并联起来失掉2μF的电容）在实验2中，K=1，T=2，所以R1=R2=1MΩ，C=1μF（3）将示波器的两个表笔接入输出端和输入端（4）接通电源，按下按钮，察看在阶跃函数的直流电源鼓励下，输出端的阶跃响应.3．惯性环节（1）依照电路原理图，将实际的电路图衔接起来（2）依据实验要求的传递函数算出R1、R2与C的值.实验箱中R2电阻固定为1MΩ.在实验1中，T=1，K=1，所以R1=R2=1MΩ，C=1μF；在实验2中，T=0.5，K=1，所以R1=R2=1MΩμF（由两个1μμF的电容）（3）将示波器的两个表笔接入输出端和输入端（4）接通电源，按下按钮，察看在阶跃函数的直流电源鼓励下，输出端的阶跃响应.五、实验数据记载和处置1．积分环节（1）ss G 1)(1= （2）s s G 5.01)(2=2. 比例积分环节（1）s s G +=2)(1（2）s s G 21)(2+=3. 惯性环节（2）15.01)(2+=s s G 六、实验后果与剖析1．实验后果剖析（1）积分环节 ①ss G 1)(1= 实际值：上升时间为15s ，输出电压为15V.实际值：输出电压为14.2V ，上升时间为13.0s.误差为9.0%与5.3% ②ss G 5.01)(2=实际值：上升时间为7.5s ，输出电压为15V.实际值：输出电压为14.2V ，上升时间为7.32s.误差为3.0%与5.3%（2）比例积分环节①s s G +=2)(1实际值：上升时间70ms ，上升电压15V实际值：上升时间72.0ms ，上升电压14.8V .误差为2.8%和1.3%.②s s G 21)(2+=实际值：上升时间140ms ，上升电压15V实际值：上升时间为132ms ，上升电压为14.2V.误差为5.7%和5.3%（3）惯性环节 ①11)(1+=s s G 实际值：时间常数为1s ，上升时间为4s ，上升电压1V实际值：上升时间为3.02s ，上升电压为1.00V. ②15.01)(2+=s s G 实际值：时间常数为0.5s ，上升时间为2s ，上升电压1V 实际值：上升时间为1.38V ，上升电压为1.00V.2．实验误差剖析（1）运算缩小器任务状态下其实不是理想状态，招致实际值和实际值相差较多.（2）示波器的读数时，采用了光标丈量的办法.用肉眼估量是否到达平衡值，造成了一定的误差.（3）惯性环节的误差比拟年夜，能够是我们没有比及储能式电容全部将电量完全放出就守旧了电源，持续了下一步实验，招致上升时间和实际值相比，误差很年夜，甚至出现了毛病.（4）积分环节和比例积分环节的上升电压均没有到达15V，原因能够是微小电流在较年夜电阻值上发作了压降，从而使被测值与实际值存在误差.（5）比例积分环节的输出电压到达稳定之后，出现了一定范围内的坚定，使得波形十分复杂.原因能够是因为电容在不竭充电和放电的进程中，造成了一定范围内的阻尼震荡.3．实验思考题剖析（1）用运放模拟典型环节时，其传递函数实在那两个假定条件下近似导出的？答：假定运放具有理想的“虚短”和“虚断”特性；运放的静态量为零，输入量、输出量和反应量都可以用瞬时值暗示其静态变卦.（2）积分环节和惯性环节主要分歧是什么？在什么条件县，惯性环节可以近似地视为积分环节？在什么条件下，又可以视为比例环节？答：惯性环节的特点是，当输入作阶跃变卦时，输出信号不能立即到达稳态值，稳态输出以指数规律变卦，而级分环节，当输入为单元阶跃信号的时候，输出为输入对时间的积分，输出信号随时间出现直线增长，当t趋向于无穷年夜的时候，惯性环节可以近似的视为积分环节，当趋于0的时候，惯性环节可以近似的视为比例环节.（3）如何依据阶跃响应的波形，确定积分环节和惯性环节的时间常数？答：用示波器的“时标”开关测出渡过时间t.由公式T=t/4计算时间常数.七、讨论、心得1.阶跃响应的输入不宜过年夜，否则会烧坏运算缩小器.2.电容式储能元件，使用完之后一定要先对其停止放点处置，才华停止下一次实验.3.波形察看末端会出现阻尼震荡，是电容充电和放电的时候出现的情况.4.惯性环节的特点是，当输入x（t）作阶跃变卦时候，输出y （t）不能立即到达稳态值，瞬态输出以指数规律变卦.二积分环节，当输入为单元阶跃信号的额时候，输出为输入对时间的积分，输出波形随时间出现增长.5.当t趋向于无穷年夜时（s趋近于0），惯性环节可以近似视为积分环节；当t趋近于0（s趋近于无穷年夜）时，惯性环节课近似视为比例环节.6.通过本次实验，将课上学过的实际剖析和实验进程和后果剖析严密的结合在一起，在了解了怎样实现积分环节、比例微分环节和惯性环节的电路的同时，也充沛了解传递函数在电路系统的控制环节傍边的重要性.这次实验虽然很复杂，但却对我们以后的控制实际实验打下了根底.。

控制系统仿真实验报告书

一、实验目的1. 掌握控制系统仿真的基本原理和方法；2. 熟练运用MATLAB/Simulink软件进行控制系统建模与仿真；3. 分析控制系统性能，优化控制策略。

二、实验内容1. 建立控制系统模型2. 进行仿真实验3. 分析仿真结果4. 优化控制策略三、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 软件环境：MATLAB R2020a、Simulink3. 硬件环境：个人电脑一台四、实验过程1. 建立控制系统模型以一个典型的PID控制系统为例，建立其Simulink模型。

首先，创建一个新的Simulink模型，然后添加以下模块：（1）输入模块：添加一个阶跃信号源，表示系统的输入信号；（2）被控对象：添加一个传递函数模块，表示系统的被控对象；（3）控制器：添加一个PID控制器模块，表示系统的控制器；（4）输出模块：添加一个示波器模块，用于观察系统的输出信号。

2. 进行仿真实验（1）设置仿真参数：在仿真参数设置对话框中，设置仿真时间、步长等参数；（2）运行仿真：点击“开始仿真”按钮，运行仿真实验；（3）观察仿真结果：在示波器模块中，观察系统的输出信号，分析系统性能。

3. 分析仿真结果根据仿真结果，分析以下内容：（1）系统稳定性：通过观察系统的输出信号，判断系统是否稳定；（2）响应速度：分析系统对输入信号的响应速度，评估系统的快速性；（3）超调量：分析系统超调量，评估系统的平稳性；（4）调节时间：分析系统调节时间，评估系统的动态性能。

4. 优化控制策略根据仿真结果，对PID控制器的参数进行调整，以优化系统性能。

调整方法如下：（1）调整比例系数Kp：增大Kp，提高系统的快速性，但可能导致超调量增大；（2）调整积分系数Ki：增大Ki，提高系统的平稳性，但可能导致调节时间延长；（3）调整微分系数Kd：增大Kd，提高系统的快速性，但可能导致系统稳定性下降。

五、实验结果与分析1. 系统稳定性：经过仿真实验，发现该PID控制系统在调整参数后，具有良好的稳定性。

控制系统设计与仿真实验报告

控制系统设计与仿真上机实验报告学院：自动化学院班级：自动化姓名：学号：一、第一次上机任务1、熟悉matlab 软件的运行环境，包括命令窗体，workspace 等，熟悉绘图命令。

2、采用四阶龙格库塔法求如下二阶系统的在幅值为1脉宽为1刺激下响应的数值解。

222()2nn nG s s s ωξωω=++ ，0.5,10n ξω== 3、采用四阶龙格库塔法求高阶系统阶单位跃响应曲线的数值解。

222()(2)(1)nn nG s s s Ts ωξωω=+++，0.5,10n ξω==，5T =4、自学OED45指令用法，并求解题2中二阶系统的单位阶跃响应。

程序代码如下：;曲线如下：二、第二次上机任务1、试用simulink 方法解微分方程，并封装模块，输出为i x 。

得到各状态变量的时间序列，以及相平面上的吸引子。

112322331223x x x x x x x xx x x x αββγ=-+⎧⎪=-+⎨⎪=-+-⎩&&&参数入口为,,αβγ的值以及i x 的初值。

（其中8/3,10,28αβγ===，以及初值分别为1230,0,0.001x x x ===）提示：1s模块输入是输出量的微分。

Simulink :曲线如下:2、用simulink搭建PI控制器的控制回路，被控对象传递函数：151s+，分别分析（1）、比例系数由小到大以及积分时间由小到大对阶跃响应曲线的影响。

（2）、控制器输出有饱和以及反馈有时滞情况下，阶跃响应曲线的变化。

（3）、主控制回路传递函数为：1201s+，副回路为：151s+，主回路采用PI控制器，副回路采用P控制器，分析控制系统对主回路以及副回路的阶跃扰动的抑制。

注：PI控制器表达式为1()(1)()iU s Kp E sT s=+，串级控制如图所示。

（1）（2）(3)3.编写S函数模块，实现两路正弦信号的叠加，正弦信号相位差为60度。

控制系统仿真实验报告(20200717013819)

控制系统仿真实验报告班级：测控 1402 班姓名：王玮学号： 14050402072018 年 01 月实验一经典的连续系统仿真建模方法一实验目的 :1了解和掌握利用仿真技术对控制系统进行分析的原理和步骤。

2掌握机理分析建模方法。

3深入理解阶常微分方程组数值积分解法的原理和程序结构，学习用Matlab 编写数值积分法仿真程序。

4掌握和理解四阶 Runge-Kutta法，加深理解仿真步长与算法稳定性的关系。

二实验内容 :1.编写四阶 Runge_Kutta 公式的计算程序，对非线性模型（3）式进行仿真。

（1）将阀位u增大 10％和减小 10％，观察响应曲线的形状;（2）研究仿真步长对稳定性的影响，仿真步长取多大时RK4 算法变得不稳定？（3）利用 MATLAB 中的 ode45() 函数进行求解，比较与（1）中的仿真结果有何区别。

2.编写四阶 Runge_Kutta 公式的计算程序，对线性状态方程（18）式进行仿真（1）将阀位增大 10％和减小 10％，观察响应曲线的形状;（2）研究仿真步长对稳定性的影响，仿真步长取多大时RK4 算法变得不稳定？（4）阀位增大 10％和减小 10％，利用 MATLAB中的 ode45() 函数进行求解阶跃响应，比较与（ 1）中的仿真结果有何区别。

三程序代码 :龙格库塔 :%RK4文件clccloseH=[1.2,1.4]';u=0.55; h=1;TT=[];XX=[];for i=1:h:200k1=f(H,u);k2=f(H+h*k1/2,u);k3=f(H+h*k2/2,u);k4=f(H+h*k3,u);H=H+h*(k1+2*k2+2*k3+k4)/6;TT=[TT i];XX=[XX H];end;hold onplot(TT,XX(1,:),'--',TT,XX(2,:));xlabel('time')ylabel('H')gtext('H1')gtext('H2')hold on水箱模型 :function dH=f(H,u)k=0.2;u=0.5;Qd=0.15;A=2;a1=0.20412;a2=0.21129;dH=zeros(2,1);dH(1)=1/A*(k*u+Qd-a1*sqrt(H(1)));dH(2)=1/A*(a1*sqrt(H(1))-a2*sqrt(H(2)));2 编写四阶Runge_Kutta公式的计算程序，对线性状态方程（18）式进行仿真：1阀值 u 对仿真结果的影响U=0.45;h=1;U=0.5;h=1;U=0.55;h=1;2 步长 h 对仿真结果的影响:U=0.5;h=5;U=0.5;h=20;U=0.5;h=39U=0.5;h=50由以上结果知 , 仿真步长越大 , 仿真结果越不稳定。

控制系统仿真实验报告

哈尔滨理工大学实验报告控制系统仿真专业：自动化12—1学号：123０１30101姓名:一。

分析系统性能一．实验目得及内容:1、熟悉MATＬAB软件得操作过程；2、熟悉闭环系统稳定性得判断方法；3、熟悉闭环系统阶跃响应性能指标得求取.二．实验用设备仪器及材料:ＰC，Matlab 软件平台三、实验步骤１、编写ＭAＴLＡＢ程序代码；2、在ＭAＴＬAT中输入程序代码,运行程序；3、分析结果.四.实验结果分析：1、程序截图得到阶跃响应曲线得到响应指标截图如下2、求取零极点程序截图得到零极点分布图3、分析系统稳定性根据稳定得充分必要条件判别线性系统得稳定性最简单得方法就是求出系统所有极点，并观察就是否含有实部大于０得极点,如果有系统不稳定。

有零极点分布图可知系统稳定。

二.单容过程得阶跃响应一、实验目得１、熟悉ＭAＴLAB软件得操作过程２、了解自衡单容过程得阶跃响应过程3、得出自衡单容过程得单位阶跃响应曲线二、实验内容已知两个单容过程得模型分别为与，试在Sｉmulink中建立模型，并求单位阶跃响应曲线。

三、实验步骤1、在Sｉmｕliｎｋ中建立模型,得出实验原理图。

2、运行模型后,双击Ｓcope,得到得单位阶跃响应曲线。

四、实验结果１.建立系统Simulink仿真模型图,其仿真模型为2．过程阶跃响应曲线为三.单容过程得阶跃响应一、实验目得1、了解比例积分调节得作用；2、了解积分调节强弱对系统性能得影响。

二、实验内容已知控制系统如下图所示，其中，Ｈ（s）为单位反馈，且在第二个与第三个环节（即与)之间有累加得扰动输入（在５秒时幅值为0、２得阶跃扰动）.对系统采用比例积分控制,比例系数为，积分时间常数分别取,试利用Ｓｉmｕlinｋ求各参数下系统得单位阶跃响应曲线与扰动响应曲线。

三、实验步骤１、在Simulｉnｋ中建立仿真模型，其模型为２、运行模型后，双击Ｓcope,得到得单位阶跃响应曲线为3、置阶跃输入为0，在5秒时，加入幅值为0、2得阶跃扰动,得到扰动响应曲线为四。

控制系统仿真实验报告

控制系统仿真实验报告班级：测控1402班姓名：王玮学号：072018年01月实验一经典的连续系统仿真建模方法一实验目的:1 了解和掌握利用仿真技术对控制系统进行分析的原理和步骤。

2 掌握机理分析建模方法。

3 深入理解阶常微分方程组数值积分解法的原理和程序结构，学习用Matlab编写数值积分法仿真程序。

4 掌握和理解四阶Runge-Kutta法，加深理解仿真步长与算法稳定性的关系。

二实验内容:1. 编写四阶 Runge_Kutta 公式的计算程序，对非线性模型（3）式进行仿真。

（1）将阀位u 增大10％和减小10％，观察响应曲线的形状;（2）研究仿真步长对稳定性的影响，仿真步长取多大时RK4 算法变得不稳定（3）利用 MATLAB 中的ode45()函数进行求解，比较与（1）中的仿真结果有何区别。

2. 编写四阶 Runge_Kutta 公式的计算程序，对线性状态方程（18）式进行仿真（1）将阀位增大10％和减小10％，观察响应曲线的形状;（2）研究仿真步长对稳定性的影响，仿真步长取多大时RK4 算法变得不稳定（4）阀位增大10％和减小10％，利用MATLAB 中的ode45()函数进行求解阶跃响应，比较与（1）中的仿真结果有何区别。

三程序代码:龙格库塔:%RK4文件clccloseH=[,]';u=; h=1;TT=[];XX=[];for i=1:h:200k1=f(H,u);k2=f(H+h*k1/2,u);k3=f(H+h*k2/2,u);k4=f(H+h*k3,u);H=H+h*(k1+2*k2+2*k3+k4)/6;TT=[TT i];XX=[XX H];end;hold onplot(TT,XX(1,:),'--',TT,XX(2,:)); xlabel('time')ylabel('H')gtext('H1')gtext('H2')hold on水箱模型:function dH=f(H,u)k=;u=;Qd=;A=2;a1=;a2=;dH=zeros(2,1);dH(1)=1/A*(k*u+Qd-a1*sqrt(H(1)));dH(2)=1/A*(a1*sqrt(H(1))-a2*sqrt(H(2)));2编写四阶 Runge_Kutta 公式的计算程序，对线性状态方程（18）式进行仿真：1 阀值u对仿真结果的影响U=;h=1; U=;h=1;U=;h=1;2 步长h对仿真结果的影响:U=;h=5; U=;h=20;U=;h=39 U=;h=50由以上结果知,仿真步长越大,仿真结果越不稳定。

控制系统仿真实验报告

控制系统仿真实验报告姓名：王天雷班级：231142学号：20131004363学院：自动化专业：自动化指导老师：刘峰2017 年 1 月目录7.2.2 (1)7.2.3 (7)7.2.4 (12)7.2.5 (17)7.2.6 (21)7.3.1 (24)总结 (25)7.2.2 控制系统的阶跃响应实验目的：观察学习控制系统的单位阶跃响应记录单位阶跃响应曲线掌握时间响应分析的一般方法实验内容： 1. 二阶系统1）键入程序，观察并记录单位阶跃响应曲线 First.m close all; clear all; clc;num=[10];den=[1 2 10]; step(num,den); title(‘阶跃响应曲线’);2）键入damp(den) 计算系统的闭环根、阻尼比、无阻尼振荡频率，并记录结果：Eigenvalue （闭环根） Damping （阻尼比） Freq. (rad/s)（无阻尼振荡频率）()102102++=s s sG-1.00e+000 + 3.00e+000i 3.16e-001 3.16e+000 -1.00e+000 - 3.00e+000i 3.16e-001 3.16e+0003）记录实际测取的峰值大小、峰值时间及过渡过程时间，并填表：由理论知识知编写代码x.m%返回峰值时间，超调量，调节时间5%，2% function [tr b ts1 ts2]=x(a,wn) wd=wn*(1-a^2)^0.5;%求解wd tp=3.14/wd;%峰值时间b=exp((-3.14*a/(1-a^2)^0.5));%超调量 ts1=3.5/(wn*a),ts2=4.5/(wn*a);%调节时间计算得到理论值，填入表中3//πωπ==d p t 4.52%(00.9)3.55%n s n t ζωζζω⎧∆=⎪⎪=<<⎨⎪∆=⎪⎩2 1)修改参数，分别实现和的响应曲线，并记录程序：second.m clear all; close all; clc;n0=10;d0=[1 2 10];step(n0,d0);%原系统，kesai=0.36 hold on;%保持原曲线n1=n0;d1=[1 6.32 10];step(n1,d1);%kesai=1; n2=n0;d2=[1 12.64 10];step(n2,d2);%kesai=2;如图，kesai 分别为0.36,1,2，曲线幅度递减2）修改参数，分别写出程序实现和的响应曲线，并记录程序：third.m clear all; close all; clc;n0=10;d0=[1 2 10];step(n0,d0);%原系统，wn0=10^0.5 hold on;%保持原曲线n1=0.25*n0;d1=[1 1 n1];step(n1,d1);%wn1=0.5*wn0; n2=4*n0;d2=[1 4 n2];step(n2,d2);%wn2=4*wn0=2;1=ζ2=ζ0121w w n =022w w n =如图，wn=2*wn0,wn0,0.5*wn0，上升时间逐渐增长，超调量不变3. 作出以下系统的阶跃响应，并与原系统响应曲线进行比较，作出相应的实验分析结果（1），有系统零点的情况（2），分子、分母多项式阶数相等（3），分子多项式零次项为零（4），原响应的微分，微分系数为1/10程序：%各系统阶跃响应曲线比较G0=tf([10],[1 2 10]);G1=tf([2 10],[1 2 10]);G2=tf([1 0.5 10],[1 2 10]); G3=tf([1 0.5 0],[1 2 10]);G4=tf([1 0 ],[1 2 10]); step(G0,G1,G2,G3,G4); grid on;title(' Step Response 曲线比较');()10210221+++=s s s s G ()102105.0222++++=s s s s s G ()1025.0222+++=s s s s s G ()10222++=s s s s G4.试做一个三阶系统和四阶系统的阶跃响应，并分析实验结果假设一个三阶和一个四阶系统，如下sys1=tf([1],[1 1 1 1]);sys2=tf([1],[1 1 1 1 1]);step(sys1,sys2);如图，分别为sys1,sys2系统阶跃响应曲线分析1：系统阻尼比和无阻尼振荡频率对系统阶跃相应的影响11123+++=s s s sys 112234++++=s s s ssys解：在欠阻尼响应曲线中，阻尼比越小，超调量越大，上升时间越短，通常取kesai在0.4到0.8之间，此时超调量适度，调节时间较短；若二阶系统的阻尼比不变，振荡频率不同，其阶跃响应的振荡特性相同但响应速度不同，wn越大，响应速度越快。

控制系统的典型环节的模拟实验报告

控制系统的典型环节的模拟实验报告实验报告：控制系统的典型环节的模拟实验一、实验目的本实验旨在通过模拟实验的方式，深入了解控制系统中的典型环节，包括比例环节、积分环节和微分环节，并对其进行系统性的研究和分析。

二、实验原理1.比例环节：比例环节是最简单的一种控制环节，其输出值与输入值成线性关系，常用来放大或压缩信号。

比例环节的传递函数可以表示为：Gp(s)=Kp。

2.积分环节：积分环节可以在一段时间内不断积累输入变量的累计值，并将其作为输出信号的一部分。

积分环节的传递函数可以表示为：Gi(s)=Ki/s。

3.微分环节：微分环节针对输入信号的变化率进行调节，通过对输入信号进行微分运算得到输出信号的一部分。

微分环节的传递函数可以表示为：Gd(s)=Kd*s。

三、实验内容与步骤1.实验器材：计算机、SIMULINK仿真软件。

2.实验步骤：a)打开SIMULINK仿真软件并创建一个新的模型文件。

b)在模型文件中依次添加比例环节、积分环节和微分环节的模块，并连接起来。

c)设置比例环节、积分环节和微分环节的参数，分别设定Kp、Ki和Kd的取值。

d)构建输入信号和输出信号的模型，设置输入信号的变化规律并得到输出信号。

e)运行模型并观察输出信号的变化情况，记录实验结果。

f)分析实验结果，比较不同控制环节对输出信号的影响。

四、实验结果与分析在实验中，我们分别设置比例环节、积分环节和微分环节的参数，得到了不同的输出信号。

以比例环节为例，当Kp=1时，输入信号与输出信号相等；当Kp>1时，输出信号的幅度大于输入信号的幅度；当Kp<1时，输出信号的幅度小于输入信号的幅度。

类似地，当Ki和Kd的取值不同时，输出信号的变化也会有所不同。

通过实验结果的分析，我们可以得出以下结论：1.比例环节的作用是放大或压缩输入信号的幅度，可以用于控制输出信号的增益。

2.积分环节的作用是对输入信号进行积分运算，可以平滑输出信号的变化，同时可以消除稳态误差。

控制系统计算机仿真(matlab)实验五实验报告

实验五控制系统计算机辅助设计一、实验目的学习借助MATLAB 软件进行控制系统计算机辅助设计的基本方法，具体包括超前校正器的设计，滞后校正器的设计、滞后－超前校正器的设计方法。

二、实验学时：4 学时三、实验原理1、PID 控制器的设计PID 控制器的数学模型如公式（5-1）、（5-2）所示，它的三个特征参数是比例系数、积分时间常数（或积分系数）、微分时间常数（或微分系数），因此PID 控制器的设计就是确定PID 控制器的三个参数：比例系数、积分时间常数、微分时间常数。

Ziegler （齐格勒）和Nichols （尼克尔斯）于1942提出了PID 参数的经验整定公式。

其适用对象为带纯延迟的一节惯性环节，即：s e Ts Ks G τ-+=1)( 5-1式中，K 为比例系数、T 为惯性时间常数、τ为纯延迟时间常数。

在实际的工业过程中，大多数被控对象数学模型可近似为式（5-1）所示的带纯延迟的一阶惯性环节。

在获得被控对象的近似数学模型后，可通过时域或频域数据，根据表5-1所示的Ziegler-Nichols 经验整定公式计算PID 参数。

表控制器的参数。

假定某被控对象的单位阶跃响应如图5-4所示。

如果单位阶跃响应曲线看起来近似一条S 形曲线，则可用Ziegler-Nichols 经验整定公式，否则，该公式不适用。

由S 形曲线可获取被控对象数学模型（如公式5-1所示）的比例系数K 、时间常数T 、纯延迟时间τ。

通过表5-1所示的Ziegler-Nichols 经验整定公式进行整定。

如果被控对象不含有纯延迟环节，就不能够通过Ziegler-Nichols 时域整定公式进行PID 参数的整定，此时可求取被控对象的频域响应数据，通过表5-1 所示的Ziegler-Nichols 频域整定公式设计PID 参数。

如果被控对象含有纯延迟环节，可通过pade 命令将纯延迟环节近似为一个四阶传递函数模型，然后求取被控对象的频域响应数据，应用表5-1求取PID 控制器的参数。

MATLAB控制系统仿真实验报告解读

清华大学自动化工程学院实验报告课程：控制系统仿真专业自动化班级122姓名学号指导教师：时间：2015 年10 月19 日—10 月28 日目录实验一MA TLAB环境的熟悉与基本运算 (1)实验二MA TLAB语言的程序设计 (6)实验三MA TLAB的图形绘制 (9)实验四采用SIMULINK的系统仿真 (14)实验五控制系统的频域与时域分析 (17)实验六控制系统PID校正器设计法 (23)实验一MATLAB环境的熟悉与基本运算一、实验时间及地点：实验时间：2015.10.19上午8:30—9:30实验地点：计算中心二、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三、实验内容：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MATLAB6.5，将该文件夹添加到MA TLAB路径管理器中。

3、保存，关闭对话框4、学习使用help命令，例如在命令窗口输入help eye，然后根据帮助说明，学习使用指令eye（其它不会用的指令，依照此方法类推）5、学习使用clc、clear，观察command window、command history和workspace等窗口的变化结果。

6、初步程序的编写练习，新建M-file，保存（自己设定文件名，例如exerc1、exerc2、exerc3……），学习使用MATLAB的基本运算符、数组寻访指令、标准数组生成函数和数组操作函数。

注意：每一次M-file的修改后，都要存盘。

练习A：（1）help rand，然后随机生成一个2×6的数组，观察command window、command history和workspace等窗口的变化结果（2）学习使用clc、clear，了解其功能和作用（3）输入一个2维数值数组，体会标点符号的作用（空格和逗号的作用）。

（4）一维数组的创建和寻访，创建一个一维数组（1×8）X，查询X数组的第2个元素，查询X数组的第3个元素到第6个元素，查询X数组的第5个元素到最后一个元素，查询X数组的第3、2、1个元素，查询X数组中≤5元素，将X数组的第2个元素重新赋值为111，实例expm1。

控制系统仿真实验报告

哈尔滨理工大学实验报告控制系统仿真专业: 自动化1２-1 学号: 12３0１30101 姓名：一．分析系统性能课程名称控制系统仿真实验名称分析系统性能时间8.29地点３＃姓名蔡庆刚学号1２30１3０10１班级自动化1２－1一．实验目的及内容:１．熟悉ＭＡＴＬＡB软件的操作过程；2．熟悉闭环系统稳定性的判断方法；3. 熟悉闭环系统阶跃响应性能指标的求取。

二．实验用设备仪器及材料:PＣ, Ｍaｔlａｂ软件平台三、实验步骤1. 编写MＡＴＬAB程序代码;2．在MＡＴLＡＴ中输入程序代码，运行程序；３.分析结果。

四.实验结果分析：１.程序截图得到阶跃响应曲线得到响应指标截图如下2.求取零极点程序截图得到零极点分布图3．分析系统稳定性根据稳定的充分必要条件判别线性系统的稳定性最简单的方法是求出系统所有极点,并观察是否含有实部大于0的极点，如果有系统不稳定。

有零极点分布图可知系统稳定。

二.单容过程的阶跃响应一、实验目的1. 熟悉MATLAB软件的操作过程２. 了解自衡单容过程的阶跃响应过程３. 得出自衡单容过程的单位阶跃响应曲线二、实验内容已知两个单容过程的模型分别为1()0.5G ss=和51()51sG s es-=+，试在Simulink中建立模型，并求单位阶跃响应曲线。

三、实验步骤1. 在Simuｌink中建立模型，得出实验原理图。

２. 运行模型后，双击Scｏpe，得到的单位阶跃响应曲线。

四、实验结果1．建立系统Siｍulink仿真模型图,其仿真模型为2.过程阶跃响应曲线为三．单容过程的阶跃响应一、实验目的1. 了解比例积分调节的作用;2. 了解积分调节强弱对系统性能的影响。

二、实验内容已知控制系统如下图所示，其中01()(1)(21)(51)G s s s s =+++，H （s ）为单位反馈,且在第二个和第三个环节(即1(21)s +和1(51)s +）之间有累加的扰动输入（在5秒时幅值为０.2的阶跃扰动）。

控制系统仿真实验报告

哈尔滨理工大学实验报告控制系统仿真专业: 自动化12-1学号: 1230130101姓名:一.分析系统性能一．实验目的及内容:1、熟悉MATLAB软件的操作过程;2、熟悉闭环系统稳定性的判断方法;3、熟悉闭环系统阶跃响应性能指标的求取。

二．实验用设备仪器及材料:PC, Matlab 软件平台三、实验步骤1、编写MATLAB程序代码;2、在MATLAT中输入程序代码,运行程序;3、分析结果。

四.实验结果分析:1、程序截图得到阶跃响应曲线得到响应指标截图如下2、求取零极点程序截图得到零极点分布图3、分析系统稳定性根据稳定的充分必要条件判别线性系统的稳定性最简单的方法就是求出系统所有极点,并观察就是否含有实部大于0的极点,如果有系统不稳定。

有零极点分布图可知系统稳定。

二.单容过程的阶跃响应一、实验目的1、熟悉MATLAB软件的操作过程2、了解自衡单容过程的阶跃响应过程3、得出自衡单容过程的单位阶跃响应曲线二、实验内容已知两个单容过程的模型分别为1()0.5G ss=与51()51sG s es-=+,试在Simulink中建立模型,并求单位阶跃响应曲线。

三、实验步骤1、在Simulink中建立模型,得出实验原理图。

2、运行模型后,双击Scope,得到的单位阶跃响应曲线。

四、实验结果1.建立系统Simulink仿真模型图,其仿真模型为2.过程阶跃响应曲线为三.单容过程的阶跃响应一、实验目的1、了解比例积分调节的作用;2、了解积分调节强弱对系统性能的影响。

二、实验内容已知控制系统如下图所示,其中01()(1)(21)(51)G s s s s =+++,H(s)为单位反馈,且在第二个与第三个环节(即1(21)s +与1(51)s +)之间有累加的扰动输入(在5秒时幅值为0、2的阶跃扰动)。

对系统采用比例积分控制,比例系数为2p K =,积分时间常数分别取3,6,12i T =,试利用Simulink 求各参数下系统的单位阶跃响应曲线与扰动响应曲线。

控制系统仿真实验二报告

实验二面向结构图的仿真四思考题（1）在未考虑调节阀饱和特性时，讨论一下两个水箱液位的变化情况，工业上是否允许讨论阀位的变化情况，工业上是否能实现答：在一开始阀位大开，H1，H2液位上升迅速，很快就达到预期值。

但显然不能在工业上实现。

阀位有其本身的最大最小的限制，在仿真中出现的超过100%的情况在现实生活中不可能出现，因此这一部分对应的控制效果也是无效的。

（2）与实验三相比，考虑调节阀饱和特性前后，响应有何不同答：H1 H2的液位在考虑饱和特性之后，响应曲线比不考虑的时候略微平缓一些。

第一部分线性系统仿真一实验目的1．掌握理解控制系统闭环仿真技术。

2．掌握理解面向结构图的离散相似法的原理和程序结构。

3．掌握MATLAB 中C2D 函数的用法，掌握双线性变换的原理。

二实验内容根据上面的各式，编写仿真程序，实现无扰动时给定值阶跃仿真实验1. 取K P= ，T i = 85 s T = 10s，ΔH2 S =H2set_ percent = 80, ΔQ d = 0，tend = 700，进行仿真实验，绘制响应曲线。

clcclear allA=2;ku=;H10=;H20=;alpha12 = sqrt(H10);alpha2 = sqrt(H20);R12=2*sqrt(H10)/alpha12;R2=2*sqrt(H20)/alpha2;H1SpanLo=0;H2SpanLo=0;H1SpanHi=;H2SpanHi=;Kp=;Ti=85;R12*AR12ad = 1/(A*R12);a1 = 1/(A*R12);a2 = 1/(A*R2);Kc=Kp/Ti;bc=Ti;Kd = 1/A;K1 = ku/A;K2 = 1/(A*R12);uc(1)=0;ud(1)=0;u1(1)=0;u2(1)=0;xc(1)=0;xd(1)=0;x1(1)=0;x2(1)=0;yd(1)=0;yc(1)=0;y1(1)=0;y2(1)=0;nCounter = 70;T=10;k=1;deltaQd=0;H20_percent=(H20-H2SpanLo)/(H2SpanHi-H2SpanLo)*100;H2=80;tend = nCounter*T;for t=T:T:tendk=k+1;uc(k)= (H2 - (y2(k-1)+H20-H2SpanLo)/(H2SpanHi-H2SpanLo)*100)/100;ud(k)=deltaQd;u1(k)=yc(k-1);u2(k)=y1(k-1);xc(k) = xc(k-1) + Kc*T*uc(k-1); yc(k)=xc(k)+bc*Kc*uc(k);xd(k) = exp(-ad*T)*xd(k-1) + Kd/ad*(1-exp(-ad*T))*ud(k);yd(k)=xd(k);x1(k) = exp(-a1*T)*x1(k-1) + K1/a1*(1-exp(-a1*T))*u1(k);y1(k)=x1(k);x2(k) = exp(-a2*T)*x2(k-1) + K2/a2*(1-exp(-a2*T))*u2(k);y2(k)=x2(k);endHlevel(:,1)=(y1+H10-H1SpanLo)/(H1SpanHi-H1SpanLo)*100;Hlevel(:,2)=(y2+H20-H2SpanLo)/(H2SpanHi-H2SpanLo)*100;yc=(yc+*100;y2sp=H2*ones(size(y1'));yv=yc;textPositionH1=max(Hlevel(:,1));textPositionH2=max(Hlevel(:,2));H2Steady=Hlevel(size(Hlevel(:,1),1),1)*ones(size(y1'));xmax=max(0:T:tend);xmin=0;ymax=110;ymin=50;scrsz = get(0,'ScreenSize');gca=figure('Position',[5 10 scrsz(3)-10 scrsz(4)-90]);%gca=figure('Position',[5 10 scrsz(3)/2 scrsz(4)/])set(gca,'Color','w');plot(0:T:tend,Hlevel(:,1),'r','LineWidth',2)hold onplot(0:T:tend,Hlevel(:,2),'b','LineWidth',2)hold onplot(0:T:tend,yv,'k','LineWidth',2)hold onplot(0:T:tend,y2sp,'g','LineWidth',2)hold onplot(0:T:tend,H2Steady,'y','LineWidth',2)line([tend/2 tend/2+27],[(ymax-ymin)/2+ymin-(ymax-ymin)/10(ymax-ymin)/2+ymin-(ymax-ymin)/10],'Color','r','LineWidth',6)text(tend/2+27,(ymax-ymin)/2+ymin-(ymax-ymin)/10,' 第一个水箱的液位H1','FontSize',16) line([tend/2 tend/2+27],[(ymax-ymin)/2+ymin-(ymax-ymin)/6(ymax-ymin)/2+ymin-(ymax-ymin)/6],'Color','b','LineWidth',6)text(tend/2+27,(ymax-ymin)/2+ymin-(ymax-ymin)/6,' 第二个水箱的液位H2','FontSize',16) line([tend/2 tend/2+27],[(ymax-ymin)/2+ymin-(ymax-ymin)/(ymax-ymin)/2+ymin-(ymax-ymin)/],'Color','g','LineWidth',6)text(tend/2+27,(ymax-ymin)/2+ymin-(ymax-ymin)/,' 第二个水箱的液位给定值','FontSize',16) line([tend/2 tend/2+27],[(ymax-ymin)/2+ymin-(ymax-ymin)/(ymax-ymin)/2+ymin-(ymax-ymin)/],'Color','k','LineWidth',6)text(tend/2+27,(ymax-ymin)/2+ymin-(ymax-ymin)/,'阀位变化情况','FontSize',16)axis([xmin xmax ymin ymax]);text(tend/5,ymax+,' 实验二不考虑阀位饱和特性时的控制效果','FontSize',22)grid2. 用MATLAB 求出从输入到输出的传递函数，并将其用c2d 函数，利用双线性变换法转换为离散模型，再用dstep()函数求离散模型的阶跃响应，阶跃幅值为3。

控制系统设计与仿真实验报告

电气与自动化工程学院控制系统设计与仿真实验报告姓名：裴加坤专业：自动化专业学号：同组者：汪志华赵昌通宋轶楠（1）了解Matlab的使用环境，掌握基本的Matlab编程语法和语句；（2）了解Simulink的使用环境，掌握Simulink的模块化编程步骤；（3）对所有过程控制系统对象进行分析，分析所有参数的变化情况；控制对象共分为单容和多容对象，其平衡特性分为自衡和非自衡以及滞后等过程，这里主要对单容和多容在自衡和非自衡的条件下进行研究。

单容自衡系统：实验结果：K值的改变只影响系统的最终幅值，而与系统的特性无关。

K值越大，系统的最终稳定值越高。

改变T值：实验结果：可以看出，在相同的阶跃输入作用下，时间常数越大，系统达到稳态所需的时间越长。

单容非自衡系统：实验结果：T值越大，系统上升的速度越慢。

多容自衡系统：实验结果：多容非自衡系统：实验结果：自衡系统最终会达到稳定，T值的不同，系统达到稳定的时间也不同。

非自衡系统不会达到稳定状态。

（4）对单回路控制系统的四个部分进行详细仿真；执行器：由图像可以看出，时间常数较小的执行器对偏差变化的响应速度较快，并且不会产生较大的超调。

被控对象：被控对象参数设定不同，系统响应的曲线也不同。

检测变送：设定检测变送环节的比例系数，由图像可知，系统输出与变送器的比例系数成反比。

（5）深入理解PID 控制的原理；比例、积分、微分控制简称PID （Propotional-Integrate-Differential ）控制，它是工业生产过程中最常用的控制算法。

PID 控制具有原理简单、适应性强、控制效果好的特点。

理想的模拟式PID 控制算法为（6） ])()(1)([)(0dtt de T dt t e T t e K t u D t I p ++=⎰ 式中Kp ——比例放大系数；Ti ——积分时间常数；Td ——微分时间常数。

理想PID 控制器的传递函数为]11[)(s T sT K s G D I p ++=（7）掌握PID 三个参数对控制系统性能的影响；P 作用的输出与偏差成比例，称为比例控制作用。

控制系统仿真实验报告1

昆明理工大学电力工程学院学生实验报告实验课程名称：控制系统仿真实验开课实验室：年月日实验一电路的建模与仿真一、实验目的1、了解KCL 、KVL 原理；2、掌握建立矩阵并编写M 文件；3、调试M 文件，验证KCL 、KVL ；4、掌握用simulink 模块搭建电路并且进行仿真。

二、实验内容电路如图1所示，该电路是一个分压电路，已知13R =Ω，27R =Ω，20S V V =。

试求恒压源的电流I 和电压1V 、2V 。

IVSV 1V 2图1三、列写电路方程（1）用欧姆定律求出电流和电压（2）通过KCL 和KVL 求解电流和电压四、编写M文件进行电路求解（1）M文件源程序（2）M文件求解结果五、用simulink进行仿真建模（1）给出simulink下的电路建模图（2）给出simulink仿真的波形和数值六、结果比较与分析实验二数值算法编程实现一、实验目的掌握各种计算方法的基本原理，在计算机上利用MATLAB完成算法程序的编写拉格朗日插值算法程序，利用编写的算法程序进行实例的运算。

二、实验说明1．给出拉格朗日插值法计算数据表；2．利用拉格朗日插值公式，编写编程算法流程，画出程序框图，作为下述编程的依据；3．根据MATLAB软件特点和算法流程框图，利用MATLAB软件进行上机编程；4．调试和完善MATLAB程序；5．由编写的程序根据实验要求得到实验计算的结果。

三、实验原始数据上机编写拉格朗日插值算法的程序，并以下面给出的函数表为数据基础，在整个插值区间上采用拉格朗日插值法计算(0.6)f，写出程序源代码，输出计算结果：四、拉格朗日插值算法公式及流程框图五、程序代码六、计算结果f=(0.6)实验三动态电路的建模及仿真一、实验目的1．了解动态电路的理论，掌握动态电路建模的基本原理； 2．熟悉MATLAB 的Simulink 模块，并掌握使用模块搭建过程。

二、实验说明电力系统是一个大规模、时变的复杂系统，主要由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成，在国民经济中占有非常重要的作用。

控制系统仿真与设计实验报告.doc

控制系统仿真与设计实验报告。

控制系统仿真与设计实验报告姓氏:班级级别:号码:讲师:刘枫7.2.2控制系统的阶跃响应1.实验目的1。

观察学习控制系统的单位阶跃响应；2.记录单位阶跃响应曲线；3.掌握时间的一般方法；二、实验内容1。

二阶系统G(s)=10/(S2·2s 10)键入程序，观察并记录阶跃响应曲线；记录系统的闭环根、阻尼比和无阻尼振荡频率；记录实际测量的峰值、峰值时间和过渡时间，并与理论值进行比较。

(1)实验步骤如下:num=[10]；den=[1 2 10]；步骤(num，den)；响应曲线如下图所示:(2)再次键入:潮湿(穴)；步骤(num，den)；[y x t]=步(数字，den)；[y，t']实验结果如下:记录实际测量的峰值、峰值时间和过渡时间，并将实际值与理论计算值进行比较。

理论值峰值为 1.34731.2975，峰值时间为1.09281.0649，过渡时间为48362.6352 #，47713.51362二阶系统G(s)=10/(s2 2s 10)的试验程序如下:num 0=[10]；den0=[1 2 10]；步骤(num0，den0)；坚持住。

num 1=[10]；den1=[1 6.32 10]；步骤(num1，den1)；坚持住。

num 2=[10]；den2=[1 12.64 10]；步骤(num2，den2)；响应曲线:(2)修改参数实现wn1=(1/2)wn0和wn1=2wn0响应曲线测试程序: num0=[10]；den0=[1 2 10]；步骤(num0，den0)；坚持住。

num 1=[2.5]；den1=[1 1 2.5]；步骤(num1，den1)；坚持住。

num 2=[40]；den2=[1 4 40]；步骤(num2，den2)；响应曲线如下图所示:3.对后续系统进行阶跃响应，并与原系统的响应曲线进行比较，得出相应的实验分析结果。