实验二-Simulink仿真实验

实验二-Simulink仿真实验

实验二 Simulink 仿真实验

一、 实验目的：

1、学会使用Matlab 软件中的Simulink 仿真工具。

2、了解二阶系统瞬态响应指标的意义其计算。

二、 实验内容及原理

1、 用Matlab 仿真（simulink ）图示系统输入单位阶跃信号1(t)的响应，

分析响应曲线的稳态响应X oss (t )，振荡频率ωd (rad/s)，超调量M p ，

峰值时间t p ，进入稳态值+5%误差带的调整时间t s 。

X i (s) X o (s)

三、 实验步骤：

1、

使用Matlab 软件，进入Simulink 编辑画面。 2、

用Linear ，Sinks ，Sources,模块库建立系统的函数方块图。 3、

运行Simulink 。 4、 记录输出曲线，分析实验结果。

四．分析实验结果，写出实验报告。

0.02

)450(100

s s

G1=tf([100],[50 4 0]);

H1=tf(0.02,1);

disp('负反馈系统闭环传递函数为：') sys=feedback(G1,H1)

step(sys,1:0.1:200)

Step Response Tim e (sec)A m p l i t u d e 00.2

0.4

0.6

0.8

11.21.4

1.6

1.8

System : sys Rise Tim e (sec): 1.11System : sys P eak am plitude: 1.73Overshoot (%): 72.9At tim e (sec): 3.2System : sys

Settling Tim e (sec): 38.4

实验三 频域分析实验

一、 实验目的

学会使用Matlab 绘制系统Nyquist 图和Bode 图。

二、 实验内容及原理

两单位负反馈控制系统开环传递函数分别为：

)

5)(1(5)(1++=s s s s G 和)1()1(10)(22-+=s s s s G 1、 利用Matab 软件画出开环Nyquist 曲线。

2、 利用Matab 软件画出开环系统Bode 图，求开环频域指标：

剪切频率ωc 、相位穿越频率ωg 、相位裕量γ和幅值裕量K g 。

三、 实验步骤

1、 编辑程序，绘制系统Nyquist 图和Bode 图。

2、 记录输出曲线，分析实验结果。

四、 写出实验报告

1、num1=[5];

den1=conv(conv([1 0],[1 1]),[1 5]);

sys1=tf(num1,den1);

nyquist(sys1)

num2=[10 10];

den2=conv(conv([1 0 0],[1 0 0]),[1 -1]);

sys2=tf(num2,den2);

nyquist(sys2)

Nyquist Diagram

Real Axis

I m a g i n a r y A x i s Nyquist Diagram

Real Axis

I m a g i n a r y A x i s

num1=[5];

den1=conv(conv([1 0],[1 1]),[1 5]); sys1=tf(num1,den1);

margin(sys1)

[Gm,Pm,Wg,Wc]=margin(sys1)

Gm =

6

Pm =

43.2099

Wg =

2.2361

Wc =

0.7793

-100

-50

050100

150

M

a g n i t u d e (d

B )

1010101010-360

-315

-270

-225

-180

P h a s e (d

e g )Bode Diagram

Gm = Inf dB (at Inf rad/sec) , P m = -35.1 deg (at 3.16 rad/sec)

Frequency (rad/sec)

num2=[10 10];

den2=conv(conv([1 0 0],[1 0 0]),[1 -1]);

sys2=tf(num2,den2);

margin(sys2)

[Gm,Pm,Wg,Wc]=margin(sys2)

Gm =

Pm =

121.2983

Wg =

Wc =

2、分析实验结果。

)5)(1(5

)(1++=s s s s G

由波特图可知，幅值裕度大于1，相角裕度大于0，所以该系统稳定。

)1()

1(10)(22-+=s s s s G

由波特图可知，幅值裕度小于1，相角裕度小于0，所以该系统不稳定。