控制系统仿真实验报告

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：计算中心2082015 年 6月 16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 。

I

V

S

V 1

V 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

(1) I=Vs/(R1+R2)=2A , V1=I*R1 =6V , V2=I*R2=14V (2) I*R1+I*R2-Vs=0 , V1=I*R1 , V2=I*R2 ,

=> I=2A,V1=6V ,V2=14V .

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

（1）M文件源程序R1=3;

R2=7;

Vs=20;

I=Vs/(R1+R2)

V1=I*R1

V2=Vs-V1

（2）M文件求解结果I=2

V1=6

V2=14

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

电流I波形I=2A

电压U1波形,U1=6V

电压U2波形,U2=14V

六、结果比较与分析

根据M文件编程输入到matlab中，实验结果与理论计算结果一致。

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

N=5,则使用六点插值公式：

)

)()()()(())()()()(()(5040302010543210

5x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x y x L ----------=+

))()()()(())()()()((5141312101543201

x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x y ----------+

))()()()(())()()()((5242321202543102

x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x y ----------+

))()()()(())()()()((5343231303542103

x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x y ----------+

)

)()()()(())()()()((5434241404532104

x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x y ----------+

)

)()()()(()

)()()()((4535251505432105

x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x y ----------

15.20-=x 00.11-=x 01.02=x 02.13=x 03.24=x 25.35=x 6.0=x 03.170=y 24.71=y 05.12=y 03.23=y 06.174=y 05.235=y

五、程序代码

function y=lagrange(x0,y0,x);

x0=[-2.15 -1.00 0.01 1.02 2.03 3.25]; y0=[17.03 7.24 1.05 2.03 17.06 23.05]; x=[0.6]

n=length(x0);

m=length(x);

for i=1:m

z=x(i);

s=0.0;

for k=1:n

p=1.0;

for j=1:n

if j~=k

p=p*(z-x0(j))/(x0(k)-x0(j));

end

end

s=p*y0(k)+s;

end

y(i)=s;

end

六、计算结果

f=0.0201

(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。动态过程是电力系统中的存在的常态结构形式，为了更好的理解动态过程的理论，掌握动态过程的物理本质，本实验利用MATLAB搭建一个包含RLC元件的简单动态系统，采用编程和数值模型仿真的方法分别进行分析计算，得出计算结果。