matlab大作业

前言
Matlab 在我们以后的学习中有着极大的用处，在大一大二的时候没有接触 多少的 matlab 知识，但是在平时的学中有很多内容有要求我们使用 matlab，大 三上学期学的发动机原理课需要我们来编程， 自动控制原理课需要我们学习使用 matlab， 大三下学期的时候我们的飞机总体设计和大型通用软件课上均要学会使 用 matlab 编程。 本学期还选修了 matlab 软件，便是期望自己能通过对 matlab 有一个更深入 的了解。本次的 matlab 大作业本想采用大型软件课后面要用的大作业内容，但 是由于大型软件课的进度比较靠后，现在还不能没有到使用它的时候，故本次大 作业采用的是用 simulink 再现上学期的自动控制原理实验课上的内容， 当时做实 验的时候是用的是连接外部设备进行的仿真。 通过对其的再现以期达到对 matlab 的熟悉和对以往知识的一个回顾。 Simulink 是一个很强大的工具， 利用它我们可以快速的进行动态建模和仿真， 省去了大量写程序的过程，故可以成倍的提高效率，经过简单地使用发觉他在自 动控制方面有很大用处。 本次大作业知识对其进行非常简单的使用，因为自己学的知识相对少。当然 学习软件需要一个长时间的练习才行。
2
A2 和 随 变化之曲线， 此变化规律系统的幅频特性和相频特性。 A1
结果测量 通过测量系统的输入输出信号幅值之比来求 A2 / A1 ； 通过李萨如图形 （ U i (t) -U 0 (t) 曲线） 来观察和求系统的幅频特性和相频特性； 通过李萨如图形可以求系统相位差角。
2
四、实验步骤
一、实验名称
二阶频率响应测试
二、实验目的
1. 2. 掌握频率特性测试原理及方法； 学习根据所测定的系统频率特性确定系统的传递函数。
三、实验原理及内容
1. 测定给定环节的频率特性电路图和结构图如图所示：
1
2.
系统分析 由图可知，系统之传递函数为 G(s) 果） ；
100 K （需要后面测定实际结 s 10s 100 K

A2 / A1
Y0 / Ym

编号
10
1.996 2.232 0.894 -63.41
11
2.245 2.258 0.994 -83.84
12
2.221 2.221 1 -90
13
2.144 2.152 0.9962 -94.941
14
2.023 2.071 0.9768 -102.36
15
1.911 1.983 0.9636 -105.48
16
1.302 1.591 0.818 -125.0
17
0.875 1.253 0.698 -135.6
18
0.598 0.998 0.599 -143

A2 / A1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱY0 / Ym

2.
绘制系统的伯德图。 以 K=2 时的情况为例，m 文件如下：
a=[2 4 6 8 1.062 1.315 10 12 1.145 1.178 13 13.5 1.268 0.9149 14 14.5 15 1.51 16 18 20]; 1.467

A2 / A1
Y0 / Ym
0.9931 -83.302
1 -90
0.9985 -93.0907
0.9878 -98.947
0.9473 -108.672
0.8210 -124.808
0.7190 -134.021

K=5 时 编号
1
2 1.002 0.045 -2.5963
2
4 1.029 0.067 -3.8471
II
图- 9 相位差图 .................................................................................................... 10
III
正文
上学期总共有三个实验分别是一、二阶系统的电子模拟及时时域响应测试， 频率响应测试和控制系统的串联矫正，下面将主要从用 matlab 将上学期的内容 再现，并且同上学期的实验结果做一个对比第一个实验比较简单，在此不写。第 三个实验用到的 matlab 的东西只有一个画 bode 图，内容较少，故本次只对第二 个实验在 matlab 中实现，从实验完整性的角度考虑，将先对实验内容目的等进 行简要介绍。
b=[1.012 1.427 1.375
1.414 0.7052];
五、测量结果及数据整理
1. 测量和运算结果数据如下表所示； K=2 时 编号 1 2
1.012 0.1066 -6.1205
2 4
1.062 0.1958 -11.2948
3 6
1.145 0.3480 -20.3672
4 8
1.268 0.5101 -30.6754
5 10
1.414 0.7312 -46.992
图 - 4 w=5rad/s 时的李萨如图形
图 - 3 k=2 w=14rad/s 的李萨如图形
4
图 - 5 k=5 w=22.5rad/s 的李萨如图形
注：由于在 simulink 中使用了两个 out，在画图时为输出的 yout 中是一个有 两列的矩阵，故在画图时使用命令 plot(tout,yout(:,2))和 plot(yout(:,1),yout(:,2)) 求 Y0 和 Ym。本来可以在李萨如图形中直接就可以找到 Ym，但是在取的时候不容 易取准，故还是在原来的 tout-yout 图中去取。
2
200 ； s 10s 200 500 若取 R=2*R1 则有 K=2，此时传递函数为 G(s) 2 ； s 10s 500
若取 R=R1 则有 K=2，此时传递函数为 G(s)
2
若输入为正弦信号 U i (t) A1*sin( t) ，则当其达到稳态时，其输出为有一 相位差和不同振幅的正弦信号， U 0 (t) A 2sin( t) 改变输入信号之频率 f 值， 可测得 3.
6 12
1.51 0.9092 -65.4049
7 13
1.496 0.9772 -77.7612
（rad/s ）
A2 / A1
Y0 / Ym

编号
8 13.5
1.467
9 14
1.427
10 14.5
1.375
5
11 15
1.315
12 16
1.178
13 18
0.9149
14 20
0.7052
3
6 1.068 0.132 -7.6406
4
8 1.128 0.1780 -10.254
5
10 1.213 0.2338 -13.525
6
12 1.329 0.3175 -18.513
7
14 1.494 0.418 -24.717
8
16 1.714 0.546 -33.103
9
18 1.986 0.713 -45.52
表目录
图- 1 系统 simulink 模型 ....................................................................................... 3 图- 2 修改频率图 ................................................................................................. 3 图- 3 k=2 w=14rad/s 的李萨如图形...................................................................... 4 图- 4 w=5rad/s 时的李萨如图形 .......................................................................... 4 图- 5 k=5 w=22.5rad/s 的李萨如图形 .................................................................. 5 图- 6 k=2 时的 bode 图 ......................................................................................... 7 图- 7k=5 时的伯德图............................................................................................. 8 图- 8 Ym/Y0-w 图 ................................................................................................. 10
I
目录
前言......................................................................................................................... I 目录........................................................................................................................ II 表目录.................................................................................................................... II 正文........................................................................................................................ 1 一、实验名称................................................................................................ 1 二、实验目的................................................................................................ 1 三、实验原理及内容.................................................................................... 1 四、实验步骤................................................................................................ 3 五、测量结果及数据整理............................................................................ 5 六、同上学期的结果对比............................................................................ 9 七、小结........................................................................错误 !未定义书签。 八、课程建议................................................................错误 !未定义书签。
1. 搭建 simulink 模型，如图所示：
图 - 1 系统 simulink 模型
修改参数首先可以修改增益 K 值， 然后修改输入参数的频率， 为了方便起见， 正弦函数的幅值默认为 1，不加修改。如下图所示：
图 - 2 修改频率图
3
先确定一个 K 值，然后再改变频率值，再根据所得的图形求解其幅值比和相 位差，再确定另一个 K 值，如此往复。 2. 测量结果示例 K=2，w=5rad/s