实验六 SIMULINK基本用法

MATLAB 实验

0900320212 董肃艺

实验六 SIMULINK 基本用法

一 实验目的

1． 学习SIMULINK 软件工具的使用方法；

2． 用SIMULINK 仿真线性系统；

二．实验内容

练习6-1 在SIMULINK 环境下，作T1、T2、T3系统的阶跃响应；

将T1、T2、T3系统的阶跃响应图在同一Scope 中显示。

1

332122242222332221+++=+++=++=

s s s T s s s T s s T

练习6-2典型二阶欠阻尼系统的传递函数为：

极点位置：

式中：

在SIMULINK 环境下，作该系统在以下参数时的仿真：

① 设ωa=1, σ=0.5,1,5 ,求阶跃响应，（用同一Scope 显示）；

② 设σ=1 , ωa=0.5,1,5 ，求阶跃响应在（用同一Scope 显示）；

)

(2)(2)(22222222σωσσωωξωω++++=++=a a n n n s s s s S G j S ω

σ±-=)

cos(;1;2θξξωωξωσ=-==n a

n

③设

求阶跃响应（用同一Scope 显示）；

④设

求阶跃响应，（用同一Scope 显示）；

阶跃响应的时间：0≤t ≤10，阶跃信号幅值为+2V 。分析参数变化（增加、减少与不变）对阶跃响应的影响。

2

5,2,22,21==n ωξ0

006045302==θω

n

练习6-3 已知某三阶系统的开环传递函数为：

k=10， 5.0=ξ

)

12)(11.0()(2+++=s s s K s G ξ 要求：在Simulink 仿真环境下作李沙育图形。

实验七 SIMULINK 对经典控制系统的设计仿真

一 实验目的：

学习用Simulink 软件工具对经典控制系统进行仿真设计的基本方法。

二 实验内容

用Simulink 工具对下列题目进行仿真设计。

练习7-1 带有右零点或时间迟延环节的系统称为非最小相位系统。本题是研究非最

小相位零点的作用。已知系统的传递函数为，编写程序并仿真：

①、 设n (s )=1.5，求该二阶系统阶跃响应及超调量、峰值时间、过渡过程时间；

5

.15.0)()(2++=S S S n S G

②、设n(s)=(-s+a)/a ,a={1,3,6}，求该二阶系统阶跃响应；

③、设n(s)=(s+a)/a ，a={1,3,6}，求该二阶系统阶跃响应；

21)(S S G ④、 分别绘制②③两项的阶跃响应图，并列表表示所得结果。②③两项的阶跃响应图中应附

有①项的阶跃响应曲线，以作比较；

练习7-2 分析滞后与超前补偿器在不稳定系统中的补偿作用。

以双积分器为例：

其补偿器有如下三种：

Ⅰ、比例补偿器：K(S)=KC

讨论： ①、在第一种情况下，系统能稳定吗？增加KC 的作用是什么？

在每种情况中，仿真时间为{10，50，5}。

练习7-3 对典型的PID 控制系统模型进行Simulink 仿真，记录仿真结果。并将阶跃输出结果和时间变量写到MATLAB 的工作空间变量t 和y 中，用Plot(t ,y)将仿真结果打印出来。比较两种仿真结果。取Kp=10， Ki=3， Kd=2

PID 控制系统模型框图和Simulink 仿真图见图7-1，图7-2；

图7-1 PID 控制系统模型框图

图7-2 PID控制系统仿真模型解;如图。