计算机控制系统仿真实验-LIN
计算机控制系统仿真实验
实验一 基于Matlab 的控制系统模型
一、 实验目的
1. 熟悉Matlab 的使用环境，学习Matlab 软件的使用方法和编程方法
2. 学习使用Matlab 进行各类数学变换运算的方法
3. 学习使用Matlab 建立控制系统模型的方法
二、 实验器材
x86系列兼容型计算机，Matlab 软件
三、 实验原理
1. 香农采样定理
对一个具有有限频谱的连续信号f(t)进行连续采样，当采样频率满足max 2ωω≥S 时，采样信号f*(t)
2. 拉式变换和Z 变换
使用Matlab 求函数的拉氏变换和Z 变换
3. 控制系统模型的建立与转化
传递函数模型：num=[b1,b2,…bm]，den=[a1,a2,…an]，n
n n m
m m b s a s a b s b s b den num s G ++++++=
=--ΛΛ121121)( 零极点增益模型：z=[z1,z2,……zm]，p=[p1,p2……pn]，k=[k]，)
())(()
())(()(2121n m p s p s p s z s z s z s k s G ------=ΛΛ
四、实验步骤
1.根据参考程序，验证采样定理、拉氏变换和Z变换、控制系统模型建立的方法
2.观察记录输出的结果，与理论计算结果相比较
3.自行选则相应的参数，熟悉上述的各指令的运用方法
五、实验数据及结果分析
记录输出的数据和图表并分析
六、总结。
控制系统仿真实验报告一
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;
实验六 计算机控制系统的数字仿真
D(z)
U(z) KP[(1 T / Ti Td / T) (1 2 * Td / T)z -1 (Td / T)z -2 ] 为典型的数字 E(z) 1 z 1
PID 控制器；KP=0.65微分时间常数；
FIM(i)=h*C(i)/B(i); FIJ(i)=h*h*C(i)/B(i)/2; FIC(i)=1;FID(i)=0; if(D(i)~=0); FID(i)=D(i)/B(i); else end else FI(i)=exp(-h*A(i)/B(i)); FIM(i)=(1-FI(i))*C(i)/A(i); FIJ(i)=h*C(i)/A(i)-FIM(i)*B(i)/A(i); FIC(i)=1;FID(i)=0; if(D(i)~=0); FIM(i)=(1-FI(i))*D(i)/A(i); FIJ(i)=h*D(i)/A(i)-FIM(i)*B(i)/A(i); FIC(i)=C(i)/D(i)-A(i)/B(i); FID(i)=D(i)/B(i); else end end end r=1;N=round((Tf-T0)/T); E=zeros(n+1,1);u=zeros(n,1); a=Kp*(1+T/Ti+Td/T); b=Kp*(1+2*Td/T); c=Kp*Td/T; M1=T3/T; ylag=zeros(M1+1,1); Y=zeros(n,1);X=Y;y=0;Uk=zeros(n,1); for i=T0:T:Tf for j=0:h:T Ub=Uk; Uk=W*Y+W0*u(1); Udot=(Uk-Ub)/h; Uf=2*Uk-Ub; X=FI'.*X+FIM'.*Uk+FIJ'.*Udot; Y=FIC'.*X+FID'.*Uf; ylag=[Y(nout);ylag(1:M1)]; yk=ylag(M1+1); end E=[r-yk;E(1:2)]; u=u(1)+a*E(1)-b*E(2)+c*E(3); U=[u:u(1)]; y=[y;yk];
计算机控制系统仿真实验四(1)Simulink的使用
重庆某某大学实验报告课程名称控制系统仿真与计算机辅助设计实验名称Simulink的使用实验类型验证学时 3系别电子与信息工程学院专业电子信息工程年级班别09级电信（1）班开出学期11~12（上）学生姓名某某学号200907014121实验教师某某某分数2011年10 月20 日实验四Simulink的使用一、目的：熟悉用Simulink进行控制系统性能分析；熟悉Simulink常用的几个模块库；熟悉Simulink的模型建立方法。
二、实验内容：用Simulink对例5-1、例5-2、例5-3进行仿真练习。
1、利用simulink建模及仿真：仿真结果：2、利用simulink常用模块建立模型求解非线性微分方程组：调节好相应参数运行后得到如下状态变量的时间曲线：利用comet3（）函数动态演示出状态空间曲线：comet3(yout(:,1),yout(:,2),yout(:,3)),gridaxis([min(yout(:,1)),max(yout(:,1)),min(yout(:,2)),max(yout(:,2)),min(yout(:,3)),max(yout(:,3))])将上面的函数输入到Matlab 中运行后得到的仿真波形如下系统响应的相空间曲线：Fcn 模块的使用3、多变量时间延迟系统的仿真：仿真波形：三、实验总结：通过本次试验，我熟悉了用Simulink进行控制系统性能分析，熟悉了Simulink常用的几个模块库以及模型的建立方法。
这次试验最大的收获是知道了应该在实验中不断的尝试、验证、改进、再尝试，要耐心、细心，这样才能得到比较理想的实验结果。
计算机控制系统实验报告2
江南大学物联网工程学院《计算机控制系统》实验报告实验名称实验二微分与平滑仿真实验实验时间2017.10.31专业自动化班级1503 姓名汪涛学号********** 指导教师陈珺实验成绩一、实验目的与要求1、了解微分对采样噪音的灵敏响应。
2、了解平滑算法抑制噪音的作用。
3、进一步学习MATLAB 及其仿真环境SIMULINK 的使用。
二、仿真软硬件环境PC 机，MATLAB R2012b 。
三、实验原理如图微分加在正反馈输入端，计算机用D(Z)式进行微分运算。
R 为阶跃输入信号，C 为系统输出。
由于微分是正反馈，当取合适的微分时间常数时，会使系统响应加快。
若微分时间常数过大，则会影响系统稳定性。
四、D(Z)设计1、未平滑时的D(Z)用一阶差分代替微分运算：)1()()()(1--==Z TT Z X Z Y Z D D 式中T Ｄ为微分时间常数，T 为计算机采样周期。
2、平滑后的D(Z)微分平滑运算原理如图：取Y ＊(k)为四个点的微分均值，有)331(6)()()( )33(6 )5.15.05.05.1(4)( 321321221*-----------+==∴--+=-+-+-+-=Z Z Z T T Z X Z Y Z D X X X X TT X X X X X X X X T T K Y D K K K K D K K K K Dx x x k -3 x k -2 x k -1 x k t T 0.5T T 0.5T + + ○× R C五、SIMULINK仿真结构图六、仿真实验记录参数设置R、C波形记录未平滑T=0.02STD=0.01SD(Z)=D(Z)=0.5(1-Z-1)平滑T=0.02ST D=0.01SD(Z)=1/12+1/4Z-1/4Z2-12Z3未平滑T=0.04ST D=0.02SD(Z)=0.5(1-Z-1)平滑T=0.04ST D=0.02SD(Z)=0.5*平滑T=0.02ST D=0.02SD(Z)=1/6(1+3Z-1-3Z-2-Z-3)平滑T=0.04ST D=0.01SD(Z)=0.25*七、思考题1、微分噪音与采样噪音和采样周期T有什么关系?与微分时间常数有什么关系?在采样周期T相同的情况下，TD越大，微分噪音越严重；在TD相同的情况下，采样周期T越小微分噪音越严重。
湖南工业大学 控制系统计算机仿真 实验指导书 renew
《控制系统计算机仿真》实验指导书目录实验一时变或非线性微分方程求解.......................实验二控制系统的模型及其转换.............................实验三控制系统的时域、频域和根轨迹分析...........实验四动态仿真集成环境-Simulink.........................实验五直流电机自动调速系统控制器设计实验二 控制系统的模型及其转换一、 实验目的1、掌握建立控制系统模型的函数及方法；2、掌握控制系统模型间的转换方法及相关函数；3、熟悉控制系统模型的连接方法；4、掌握典型系统模型的生成方法。
二、 实验内容：1. 控制系统模型 1.1 系统的模型为23324(2)(66)()(1)(325)s s s G s s s s s s +++=++++试建立系统的传递函数模型。
1.2 已知单输入双输出系统的零极点模型3(12)4(5)(3)()(3)(4)(5)s s s G s s s s +⎡⎤⎢⎥++⎣⎦=+++建立系统的零极点模型。
1.3 给定系统的状态空间表达式，[]2.8 1.40011.40000()()()1.80.3 1.40.61000.600()0001()x t x t u t y t x t ⎧--⎡⎤⎡⎤⎪⎢⎥⎢⎥⎪⎢⎥⎢⎥=+⎪⎢⎥⎢⎥----⎨⎢⎥⎢⎥⎪⎣⎦⎣⎦⎪⎪=⎩建立系统的状态空间模型。
2. 控制系统模型的转换2.1 将1.1的模型转换为零极点模型 2.2 将1.2的模型转换为状态空间模型 2.3 将1.3 的模型转换为零极点模型3. 控制系统模型的连接:已知两个系统[]11111101012113x x u y x u ⎧⎡⎤⎡⎤=+⎪⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦⎨⎪=+⎩[]2222201013114x x u y x ⎧⎡⎤⎡⎤=+⎪⎢⎥⎢⎥--⎣⎦⎣⎦⎨⎪=⎩求按串联、并联、系统2联接在反馈通道时的负反馈系统的状态方程。
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。
《MATLAB与控制系统仿真》实验报告
《MATLAB与控制系统仿真》实验报告实验报告：MATLAB与控制系统仿真引言在现代控制工程领域中，仿真是一种重要的评估和调试工具。
通过仿真技术，可以更加准确地分析和预测控制系统的行为和性能，从而优化系统设计和改进控制策略。
MATLAB是一种强大的数值计算软件，广泛应用于控制系统仿真。
实验目的本实验旨在掌握MATLAB在控制系统仿真中的应用，通过实践了解控制系统的建模与仿真方法，并分析系统的稳定性和性能指标。
实验内容1.建立系统模型首先，根据控制系统的实际情况，建立系统的数学模型。
通常，控制系统可以利用线性方程或差分方程进行建模。
本次实验以一个二阶控制系统为例，其传递函数为：G(s) = K / [s^2 + 2ζω_ns + ω_n^2]，其中，K表示放大比例，ζ表示阻尼比，ω_n表示自然频率。
2.进行系统仿真利用MATLAB软件，通过编写代码实现控制系统的仿真。
可以利用MATLAB提供的函数来定义传递函数，并通过调整参数来模拟不同的系统行为。
例如，可以利用step函数绘制控制系统的阶跃响应图像，或利用impulse函数绘制脉冲响应图像。
3.分析系统的稳定性与性能在仿真过程中，可以通过调整控制系统的参数来分析系统的稳定性和性能。
例如，可以改变放大比例K来观察系统的超调量和调整时间的变化。
通过观察控制系统的响应曲线，可以判断系统的稳定性，并计算出性能指标，如超调量、调整时间和稳态误差等。
实验结果与分析通过MATLAB的仿真，我们得到了控制系统的阶跃响应图像和脉冲响应图像。
通过观察阶跃响应曲线，我们可以得到控制系统的超调量和调整时间。
通过改变放大比例K的值，我们可以观察到超调量的变化趋势。
同时，通过观察脉冲响应曲线，我们还可以得到控制系统的稳态误差，并判断系统的稳定性。
根据实验结果分析，我们可以得出以下结论：1.控制系统的超调量随着放大比例K的增大而增大，但当K超过一定值后，超调量开始减小。
2.控制系统的调整时间随着放大比例K的增大而减小，即系统的响应速度加快。
控制系统仿真实验报告
控制系统仿真实验报告(总19页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除昆明理工大学电力工程学院学生实验报告实验课程名控制系统仿真实验称：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 。
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(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*R1V2=Vs-V1（2）M文件求解结果I=2V1=6V2=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。
控制系统仿真实验报告
控制系统仿真实验报告——一、实验目的：进一步掌握数值积分法；进一步掌握MA TLAB 软件的使用方法。
二、实验设备：数字计算机，MA TLAB 软件三、实验预备：（1）将传递函数化为一阶微分方程组（即状态方程）；令1y y = ，2y y = ，则11222140.6()102722.06y y y y y x t y y y=⎧⎪=⎨⎪=---⎩ 写作矩阵形式：11220100001022.06271040.6y y y y y y ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥---⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦ （2）分别写出四种方法的计算公式；令12y Y y y ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦, 01000122.062710A ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥---⎣⎦ ,0040.6C ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦ , 则可化为Y AY C =+① 欧拉法：Y(i+1)=Y(i)+(A*Y(i)+C)*h; ② 改进欧拉法：Yp=Y(i)+(A*Y(i)+C)*hY(i+1)=Y(i)+(A*Y(i)+C+A*Yp+C)*h/2;③ 四阶经典龙格库塔法：k1=A*Y(i)+C;k2=A*(Y(i)+k1*h/5)+C; k3=A*(Y(i)+2*k1*h/5)+C;k4=A*(Y(i)-2*k1*h/5+k2*h)+C;k5=A*(Y(i)+0.3*k1*h+0.5*k4*h)+C;Y(i+1)=Y(i)+(-k1+15*k2-5*k3+5*k4+10*k5)*h/24;④ 四阶亚当姆斯预估校正法：Yp=Y(i)+(55*(A*Y(i)+C)-59*(A*Y(i-1)+C)+37*(A*Y(i-2)+C)-9*(A*Y(i-3)+C))*h/24;Y(i+1)=Y(i)+(9*(A*Yp+C)+19*(A*Y(i)+C)-5*(A*Y(i-1)+C)+(A*Y(i-2)+C))*h/24;（3）理论分析：计算系统特征值。
控制系统仿真实验
第二部分控制系统仿真实验实验一MATLAB软件操作练习一、实验目的1.熟悉MATLAB软件的基本操作；2. 学会用MATLAB做基本数学计算3. 学会矩阵的创建。
4．熟悉利用MATLAB计算矩阵。
二、实验内容1. 帮助命令使用help命令，查找sqrt（开方）函数的使用方法；2．在命令窗口输入矩阵A=[7 1 5；2 5 6；3 1 5]，B=[1 1 1; 2 2 2; 3 3 3]3. 矩阵运算（1）矩阵的乘法已知A=[1 2;3 4]; B=[5 5;7 8];求A^2*B（2）矩阵除法已知A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9];B=[1 0 0;0 2 0;0 0 3];A\B,A/B（3）矩阵的转置及共轭转置已知A=[5+i,2-i,1;6*i,4,9-i];求A.', A'（4）使用冒号选出指定元素已知：A=[3 2 3;2 4 6;6 8 10];求A中第3列前2个元素；A中所有列第2，3行的元素；三、实验步骤1. 熟悉MATLAB的工作环境，包括各菜单项、工具栏以及指令窗口、工作空间窗口、启动平台窗口、命令历史窗口、图形文件窗口和M文件窗口。
2．在指令窗口中完成实验内容中规定操作并记录相关实验结果，并撰写实验报告。
实验二 M 文件编程及图形处理一、实验目的1．学会编写MATLAB 的M 文件；2．熟悉MATLAB 程序设计的基本方法；3. 学会利用MATLAB 绘制二维图形。
三、实验内容1.基本绘图命令（1）绘制余弦曲线y=cos(t)，t ∈[0，2π]（2）在同一坐标系中绘制余弦曲线y=cos(t-0.25)和正弦曲线y=sin(t-0.5)， t ∈[0，2π]2.基本绘图控制绘制[0，4π]区间上的x1=10sint 曲线，并要求：（1）线形为点划线、颜色为红色、数据点标记为加号；（2）给横坐标标注’t ’，纵坐标标注‘y(t)‘，3.M 文件程序设计（1）编写程序，计算1+3+5+7+…+(2n+1)的值（用input 语句输入n 值）；（2）编写分段函数⎪⎩⎪⎨⎧≤≤-<≤=其它021210)(x x x x x f的函数文件，存放于文件ff.m 中，计算出)2(f ，)3(-f 的值二、实验要求1. 预习实验内容，按实验要求编写好实验程序；2. 上机调试程序，记录相关实验数据和曲线，并撰写实验报告。
计控实验五-达林算法仿真
实验报告||实验名称大林算法仿真实验课程名称计算机控制技术与系统|实验五达林算法仿真实验1、实验目的：在离散系统直接数字控制算法学习基础上，通过Matlabl 软件仿真实验，加深掌握达林算法设计离散控制器的基本思想和方法，进一步理解最少拍与非最少有限拍控制器设计中存在的局限性。
2、实验内容及要求：已知对象模型为1.460()1 3.34Se G s s -=+设期望的闭环响应M(z)为时间常数τ=2s 的一阶惯性环节，并带有l=1个采样周期的纯滞后，即1211(1)0.3935()110.6065lz z M z z z z σσ------==--要求：1) 经采样（T=1S ）保持后，求出其广义对象z 传递函数；2) 基于达林算法给定的M(z)，设计控制器D(z)，对单位阶跃输入绘制U(k)和系统输出y(k)响应曲线；3) 设计消除振铃后的等效控制算法D(z)，对单位阶跃输入绘制U(k)和系统输出y(k)响应曲线；4) 分析比较上述两种情况下，对应U(k)和y(k)的响应特性有哪些变化。
3、实验过程3.1求取广义对象的z 传递函数利用matlab 求取广义对象的z 传函并将其转化成零极点的形式，用到的程序如下 T1=3.34; tao=1.46;G0=tf([1],[T1 1],'inputdelay',tao) sysd=c2d(G0,T,'zoh'); zsysd=zpk(sysd)得到的广义对象的z 传递函数为20.14928(z 0.7332)(z 0.7413)z+-3.2基于大林算法设计D(z)期望的闭环响应函数为M(z)，广义对象的传递函数为G(z)，则根据大林算法设计的控制器D(z)表达式为21(z) 2.636(z 0.7413)(z)(z)1(z)(z 1)(z 0.7332)(z 0.3935)M z D G M -==--++在simulink 中仿真改系统，建立的框图为得到的控制量的曲线为可见出现了控制量的输出出现振铃现象。
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。
控制系统仿真实验报告
控制系统仿真实验报告一、实验目的本次控制系统仿真实验的主要目的是通过使用仿真软件对控制系统进行建模、分析和设计，深入理解控制系统的工作原理和性能特点，掌握控制系统的分析和设计方法，提高解决实际控制问题的能力。
二、实验设备与软件1、计算机一台2、 MATLAB 仿真软件三、实验原理控制系统是由控制对象、控制器和反馈环节组成的一个闭环系统。
其工作原理是通过传感器测量控制对象的输出，将其与期望的输出进行比较，得到误差信号，控制器根据误差信号产生控制信号，驱动控制对象，使系统的输出逐渐接近期望的输出。
在仿真实验中，我们使用数学模型来描述控制对象和控制器的动态特性。
常见的数学模型包括传递函数、状态空间方程等。
通过对这些数学模型进行数值求解，可以得到系统的输出响应，从而对系统的性能进行分析和评估。
四、实验内容1、一阶系统的仿真建立一阶系统的数学模型，如一阶惯性环节。
使用 MATLAB 绘制系统的单位阶跃响应曲线，分析系统的响应时间和稳态误差。
2、二阶系统的仿真建立二阶系统的数学模型，如典型的二阶振荡环节。
改变系统的阻尼比和自然频率，观察系统的阶跃响应曲线，分析系统的稳定性、超调量和调节时间。
3、控制器的设计与仿真设计比例控制器（P 控制器）、比例积分控制器（PI 控制器）和比例积分微分控制器（PID 控制器）。
对给定的控制系统，分别使用不同的控制器进行仿真，比较系统的性能指标，如稳态误差、响应速度等。
4、复杂控制系统的仿真建立包含多个环节的复杂控制系统模型，如串级控制系统、前馈控制系统等。
分析系统在不同输入信号下的响应，评估系统的控制效果。
五、实验步骤1、打开 MATLAB 软件，新建脚本文件。
2、根据实验内容，定义系统的数学模型和参数。
3、使用 MATLAB 中的函数，如 step(）函数绘制系统的阶跃响应曲线。
4、对响应曲线进行分析，计算系统的性能指标，如超调量、调节时间、稳态误差等。
5、设计控制器，修改系统模型，重新进行仿真，比较系统性能的改善情况。
系统仿真软件实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 掌握系统仿真软件的基本操作和功能；2. 学会使用系统仿真软件进行系统建模和仿真实验；3. 培养分析和解决实际问题的能力。
二、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 系统仿真软件：MATLAB/Simulink三、实验内容1. 系统建模2. 仿真实验3. 结果分析四、实验步骤1. 系统建模（1）打开MATLAB/Simulink软件，创建一个新的模型；（2）根据实验要求，选择合适的模块进行搭建；（3）设置模块参数，完成系统建模。
2. 仿真实验（1）设置仿真参数，如仿真时间、步长等；（2）启动仿真，观察仿真结果；（3）对仿真结果进行分析。
3. 结果分析（1）根据仿真结果，分析系统的性能指标；（2）对实验结果进行讨论，提出改进措施。
五、实验结果与分析1. 系统建模本次实验中，我们搭建了一个简单的控制系统模型。
该模型由以下模块组成：输入信号源、控制器、执行器和被控对象。
输入信号源：产生一个正弦信号作为控制系统的输入；控制器：采用PID控制器进行控制；执行器：将控制信号转换为物理动作；被控对象：表示实际被控系统的动态特性。
2. 仿真实验在完成系统建模后，我们设置了仿真参数，如仿真时间为10秒，步长为0.01秒。
启动仿真后，观察到控制系统输出信号与期望信号基本一致，说明系统具有良好的控制性能。
3. 结果分析根据仿真结果，我们可以分析以下性能指标：（1）系统稳定性：通过观察系统输出信号，我们可以判断系统是否稳定。
在本实验中，系统输出信号在仿真过程中没有出现发散现象，说明系统是稳定的。
（2）系统响应速度：通过观察系统输出信号的上升时间和超调量，我们可以判断系统的响应速度。
在本实验中，系统输出信号的上升时间为0.5秒，超调量为10%，说明系统响应速度较快。
（3）系统控制精度：通过观察系统输出信号与期望信号的误差，我们可以判断系统的控制精度。
在本实验中，系统输出信号与期望信号的误差在0.1%以内，说明系统控制精度较高。
控制系统计算机仿真(matlab)仿真实验一实验报告
实验一MATLAB基本操作与矩阵运算一、实验目的1、熟悉Matlab软件的基本操作方法2、掌握Matlab矩阵和数组的基本运算3、了解Matlab的常用函数的使用方法二、实验学时：2学时三、实验原理MATLAB环境是一种为数值计算、数据分析和图形显示服务的交互式的环境。
打开MATLAB软件弹出如图1-1所示的图形窗口。
MATLAB有3种子窗口，即：命令窗口（Command Window）、m-文件编辑窗口（Edit Window）和图形窗口（Figure Window）。
图1-1 MATLAB R2008a基本界面1．命令窗口（The Command Window）当MATLAB 启动后，出现的最大的窗口就是命令窗口。
用户可以在提示符“>>”后面输入交互的命令，这些命令就立即被执行。
在MATLAB 中，一连串命令可以放置在一个文件中，不必把它们直接在命令窗口内输入。
在命令窗口中输入该文件名，这一连串命令就被执行了。
因为这样的文件都是以“.m ”为后缀，所以称为m-文件。
2．m-文件编辑窗口（The Edit Window ）我们可以用m-文件编辑窗口来产生新的m-文件，或者编辑已经存在的m-文件。
在MATLAB 主界面上选择菜单“File/New/M-file ”就打开了一个新的m-文件编辑窗口；选择菜单“File/Open ”就可以打开一个已经存在的m-文件，并且可以在这个窗口中编辑这个m-文件。
3．图形窗口（The Figure Window ）图形窗口用来显示MATLAB 程序产生的图形。
图形可以是2维的、3维的数据图形，或其它棒状图、极坐标图等。
MATLAB 常用操作命令和运算符如下：clear ——清除工作空间变量clc ——清除命令窗口内容path ——设置路径cd ——设置当前目录符+——矩阵的加法运算符-——矩阵的减法运算符*——矩阵的乘法运算符\——矩阵的左除运算符/——矩阵的右除运算符^——矩阵的乘方linspace ——产生线性等分向量inv ——矩阵求逆poly ——创建多项式polyval ——多项式求值polyfit ——多项式拟合四、实验内容1.自由练习Matlab 软件的操作2、已知矩阵 A=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡987654321。
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。
计算机控制系统仿真实验-LIN
正弦信号 正弦信号在 MATLAB 中用 sin 函数表示。 调用格式为 ft=A*sin(w*t+phi) A=1; w=2*pi; phi=pi/6; t=0:0.01:8; %定义时间点 ft=A*sin(w*t+phi); %计算这些点的函数值 plot(t,ft); %画图命令 grid on; %在图上画方格 抽样信号 抽样信号 Sa(t)=sin(t)/t 在 MATLAB 中用 sinc 函数表示。
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计算机控制统 仿真实验
实验一
一、实验目的
基本信号在 MATLAB 中的表示和运算
1. 学会用 MATLAB 表示常用连续信号的方法； 2. 学会用 MATLAB 进行信号基本运算的方法； 二、实验原理 1. 连续信号的 MATLAB 表示 MATLAB 提供了大量的生成基本信号的函数，例如指数信号、正余弦信号。 表示连续时间信号有两种方法，一是数值法，二是符号法。数值法是定义某一时间范围和取样 时间间隔，然后调用该函数计算这些点的函数值，得到两组数值矢量，可用绘图语句画出其波形； 符号法是利用 MATLAB 的符号运算功能，需定义符号变量和符号函数，运算结果是符号表达的解 析式，也可用绘图语句画出其波形图。 例 1-1 指数信号 指数信号在 MATLAB 中用 exp 函数表示。
例 1-7 矩形脉冲信号 矩形脉冲信号可用 rectpuls 函数产生， 调用格式为 y=rectpuls(t,width),幅度是 1，宽度是 width，以 t=0 为对称中心。 t=-2:0.01:2; width=1; ft=2*rectpuls(t,width); plot(t,ft) grid on; 例 1-8 单位阶跃信号 单位阶跃信号 u(t)用“t>=0”产生，调用格式为 ft=(t>=0) t=-1:0.01:5; ft=(t>=0); plot(t,ft); grid on; axis([-1,5,-0.5,1.5]); 例 1-9 正弦信号符号算法
控制系统的仿真与实验设计
控制系统的仿真与实验设计控制系统是现代工程中的关键组成部分，它能够实现对各种系统实现准确控制和稳定运行。
仿真与实验是控制系统设计的重要环节，通过对系统进行仿真和实验的设计，可以有效验证和验证控制系统的性能和稳定性。
本文将探讨控制系统仿真与实验设计的相关内容。
一、控制系统仿真的概念和意义控制系统仿真是使用计算机来模拟和分析控制系统的行为和特性的过程。
仿真可以帮助工程师在实际制造控制系统之前进行虚拟的测试和优化，从而降低实验成本和风险。
仿真的结果可以提供对系统性能和稳定性的评估，并为控制系统设计提供重要的参考。
二、控制系统仿真的方法和工具1. 数学建模：仿真过程中首先需要将控制系统的动态方程以数学模型的形式进行描述和建模。
通常使用微分方程、差分方程、传递函数等数学工具来建立系统模型。
2. 仿真软件：控制系统仿真通常使用专业的仿真软件，如MATLAB/Simulink、LabVIEW等。
这些软件提供了丰富的控制器和系统模块，可以快速搭建和模拟控制系统，并提供丰富的可视化和数据分析功能。
3. 参数调整和优化：仿真过程中可以通过调整控制系统模型中的参数，来测试不同参数下的系统性能和稳定性。
通过优化算法，可以自动搜索最佳参数集合，以实现控制系统性能的最优化。
三、控制系统实验设计的要点和步骤1. 实验目标和需求：实验设计前需明确实验的目标和需求。
例如，验证控制系统的性能、分析系统的稳定性、测试不同控制算法的效果等。
2. 实验平台的选择：根据实验的目标和需求，选择合适的实验平台。
可以使用实际控制设备，也可以使用仿真软件等。
3. 实验方案设计：设计实验的具体方案，包括控制系统的组成、传感器和执行器的选择、实验参数设置等。
此外，还需考虑安全性和稳定性等因素。
4. 实验数据采集和分析：在进行实验时，需要采集和记录实验数据，例如控制输入、输出响应等。
通过数据分析可以评估控制系统的性能和稳定性，并进行后续优化。
5. 实验结果和总结：根据实验数据的分析结果，对实验结果进行总结和评估。
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计算机控制系统 仿真实验
图 1.7 （4）信号源
示波器的界面
信号源是用来提供各种系统输入信号，如阶跃信号，速度信号等，信号源模块在 Simulink-Sources 中， 阶跃信号即为 Step 模块， 速度信号为 Ramp 模块， 具体如图 1.8 所示。
图 1.8 （5）S 函数
信号源的界面
S 函数是提供 Simulink 与.m 文件的接口，S 函数模块在 Simulink－ User－Defined Functions 中 S－Function 模块，具体如图 1.9 所示。S 函数的设置是通过双击 S 函数模块， 在其弹出界面中分别输入需要链接的.m 函数的函数名和相应的参数，如果需要链接的.m 函数为 pidcon.m，其参数分别为 1，0.75，0.3，0.03，10，则其界面如图 1.10 所示。
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计算机控制系统 仿真实验
图 1.9
S 函数的界面
图 1.10 三、实验内容 1．熟悉 Simulink 和环境和各实验模块 2．熟悉 Simulink 中的离散系统模块
S 函数的设置界面
四、实验预习要求 1．自学 MATLAB 语言； 2．掌握 MATLAB 有关的命令；
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正弦信号 正弦信号在 MATLAB 中用 sin 函数表示。 调用格式为 ft=A*sin(w*t+phi) A=1; w=2*pi; phi=pi/6; t=0:0.01:8; %定义时间点 ft=A*sin(w*t+phi); %计算这些点的函数值 plot(t,ft); %画图命令 grid on; %在图上画方格 抽样信号 抽样信号 Sa(t)=sin(t)/t 在 MATLAB 中用 sinc 函数表示。
计算机控制系统 仿真实验
实验及报告要求： 1.预习： 实验之前在实验报告上书写实验目的， 实验原理， 实验内容及理论计算部分； 看懂实验指导书上的例题。 2.上机：根据实验指导书及 Matlab 的 help 文件学习函数调用方法，自己编程序实现 实验内容的要求。 3.报告：将实验程序及输出数据（中间数据可以省略）或图形保存为电子文档，页面 设置纸型大小统一为 A4，打印并粘贴在实验报告合适位置（每段程序及图形应标注出相应 实验内容） ；根据实验结果回答思考题。 注：要求实验报告书写整洁，在规定时间内完成并上交。根据实验内容及报告完成情 况给出实验成绩（优、良、中、差） ，迟交者适当降低当次成绩，不交者当次成绩为 0，所 有实验成绩经综合后按合后将以比例记入本课程期末综合成绩中。 编码规范 1 每个程序文件（.m 文件）开头的 Help 部分 1)简要描述程序实现的功能； 2)程序名尽量使用完整的英文单词组成； 3)列出程序的调用格式； 4)分别列出输入输出参数的意义，格式（标量、矢量、矩阵）以及其它限制。 邮件写成 word 文件以附件形式寄往 yonglin@，邮件名格式为“学号姓名第 几次实验报告” 。一共 7 个实验，第一次完成 1、2，第二次完成 3、4，第三次完成 5、6， 第四次完成 7.
例 1-4 三角信号 三角信号在 MATLAB 中用 tripuls 函数表示。 调用格式为 ft=tripuls(t,width,skew)，产生幅度为 1，宽度为 width，且以 0 为中心左右各展开 width/2
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计算机控制系统 仿真实验
大小，斜度为 skew 的三角波。width 的默认值是 1，skew 的取值范围是-1~+1 之间。一般最大幅度 1 出 现在 t=(width/2)*skew 的横坐标位置。 t=-3:0.01:3; ft=tripuls(t,4,0.5); plot(t,ft); grid on; axis([-3,3,-0.5,1.5]); 例1-5 虚指数信号 调用格式是 f=exp((j*w)*t) t=0:0.01:15; w=pi/4; X=exp(j*w*t); Xr=real(X); %取实部 Xi=imag(X); %取虚部 Xa=abs(X); %取模 Xn=angle(X); %取相位 subplot(2,2,1),plot(t,Xr),axis([0,15,-(max(Xa)+0.5),max(Xa)+0.5]), title('实部'); subplot(2,2,3),plot(t,Xi),axis([0,15,-(max(Xa)+0.5),max(Xa)+0.5]), title('虚部'); subplot(2,2,2), plot(t,Xa),axis([0,15,0,max(Xa)+1]),title('模'); subplot(2,2,4),plot(t,Xn),axis([0,15,-(max(Xn)+1),max(Xn)+1]),title('相角'); %subplot(m,n,i) 命令是建立 m 行 n 列画图窗口，并指定画图位置 i 例1-6 复指数信号 调用格式是 f=exp((a+j*b)*t) t=0:0.01:3; a=-1;b=10; f=exp((a+j*b)*t); subplot(2,2,1),plot(t,real(f)),title('实部') subplot(2,2,3),plot(t,imag(f)),title('虚部') subplot(2,2,2),plot(t,abs(f)),title('模') subplot(2,2,4),plot(t,angle(f)),title('相角')
例 1-3
定义为 Sa (t ) sin c (t / ) t=-3*pi:pi/100:3*pi; ft=sinc(t/pi); plot(t,ft); grid on; axis([-10,10,-0.5,1.2]); title('抽样信号')
%定义画图范围，横轴，纵轴 %定义图的标题名字
图标：一是
点击开始菜单的程序，从级联菜单中找到“MATLAB” ，单击“MATLAB”即可。其界面 如图 1.1 所示。
图 1.1 MATLAB 界面
2．启动 Simulink 打开 MATLAB 主界面中的文件菜单，选择 Model 即可打开 Simulink 仿真环境。其界 面如图 1.2 所示。
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计算机控制系统 仿真实验
图 1.2 3．打开 Simulink 的库
打开 Simulink 的界面
Simulink 的工具栏如图 1.3 所示，打开其中的 图 1.4 所示。
即可进入 Simulink 库的界面，具体如
图 1.3
Simulink 的工具栏
图 1.4 4．实验中用到的模块介绍 （1）传递函数模块
பைடு நூலகம்
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计算机控制系统 仿真实验
实验〇 熟悉仿真环境
一、实验目的 1．学习使用 Simulink 仿真软件； 2．学会建立基于 Simulink 的控制系统仿真模型。 二、Simulink 的基础知识和相关模块 1．启动 MATLAB 计算机启动后，打开 MATLAB 软件，有两种方法：一是双击桌面上
Simulink 库的界面
打开 Simulink 库中的“Continuous” ，在右边一栏中即可见到传递函数模块，即如图 4
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计算机控制系统 仿真实验
中的蓝色模块。 传递函数模块的设置是在弹出框中分别输入分子和分母的系数即可， 具体界面如图 1.5 所示。
图 1.5 （2）比较器
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实验一
一、实验目的
基本信号在 MATLAB 中的表示和运算
1. 学会用 MATLAB 表示常用连续信号的方法； 2. 学会用 MATLAB 进行信号基本运算的方法； 二、实验原理 1. 连续信号的 MATLAB 表示 MATLAB 提供了大量的生成基本信号的函数，例如指数信号、正余弦信号。 表示连续时间信号有两种方法，一是数值法，二是符号法。数值法是定义某一时间范围和取样 时间间隔，然后调用该函数计算这些点的函数值，得到两组数值矢量，可用绘图语句画出其波形； 符号法是利用 MATLAB 的符号运算功能，需定义符号变量和符号函数，运算结果是符号表达的解 析式，也可用绘图语句画出其波形图。 例 1-1 指数信号 指数信号在 MATLAB 中用 exp 函数表示。
at
如 f (t ) Ae ，调用格式为 A=1; a=-0.4; t=0:0.01:10; ft=A*exp(a*t); plot(t,ft); grid on; 例 1-2
ft=A*exp(a*t) 程序是
%定义时间点 %计算这些点的函数值 %画图命令，用直线段连接函数值表示曲线 %在图上画方格
传递函数的设置界面
控制系统方框图中的比较器在 Simulink－Math Operations 中，具体如图 1.6 所示，即 Sum 模块。
图 1.6 （3）示波器（显示监视点的波形）
比较器的界面
示波器在 Simulink－Sinks 中，具体如图 1.7 所示，即 Scope 模块。
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例 1-7 矩形脉冲信号 矩形脉冲信号可用 rectpuls 函数产生， 调用格式为 y=rectpuls(t,width),幅度是 1，宽度是 width，以 t=0 为对称中心。 t=-2:0.01:2; width=1; ft=2*rectpuls(t,width); plot(t,ft) grid on; 例 1-8 单位阶跃信号 单位阶跃信号 u(t)用“t>=0”产生，调用格式为 ft=(t>=0) t=-1:0.01:5; ft=(t>=0); plot(t,ft); grid on; axis([-1,5,-0.5,1.5]); 例 1-9 正弦信号符号算法