控制系统仿真实验指导书.doc

控制系统仿真实验指导书梅秀庄主编内蒙古工业大学机械学院2009年12月目录实验一MATLAB基本操作与基本运算 1实验二MATLAB语言的程序设计 3实验三MATLAB的图形绘制 4实验四函数文件设计和控制系统模型的描述 6实验五控制系统的频域与时域分析 7实验六控制系统PID校正器设计法 8附录 11实验一MATLAB基本操作与基本运算一、实验目的及要求:;;、变量、表达式的输入方法及各种基本运算。二、实验内容::①MATLAB的各种窗口:命令窗口、命令历史窗口、启动平台窗口、工作空间窗口、当前路径窗口。图1MATLAB界面窗口②路径的设置:建立自己的文件夹,加入到MATLAB路径中,并保存。设置当前路径,以方便文件管理。③改变命令窗口数据的显示格式>>formatshort>>formatlong然后键入特殊变量:pi(圆周率),比较显示结果。>>who%列出工作空间中变量>>whos%列出工作空间中变量,同时包括变量详细信息>>savetest%>>loadtest%>>clear%清除工作空间中变量>>help函数名%对所选函数的功能、调用格式及相关函数给出说明>>lookfor%查找具有某种功能的函数但却不知道该函数的准确名称如:lookforLyapunov可列出与Lyapunov有关的所有函数。:1)2):已知求出:1)a+ba-ba+b*5a-b+I(单位阵)2)a*ba.*ba/b3)a^2a.^2注意:点运算的功能,比较结果。:x=0::10当sum>1000时停止运算,并显示求和结果及计算次数。三、实验报告要求:1)体会1、2的用法;2)对3、4、5写出程序及上机的结果。实验二MATLAB语言的程序设计一、实验目的1、熟悉MATLAB程序编辑与设计环境2、掌握各种编程语句语法规则及程序设计方法3、函数文件的编写和设计4、了解和熟悉跨空间变量传递和赋值二、实验内容1、用for循环语句实现求1~100的和2、用for循环语句实现编写一个求n阶乘的函数文件3、找到一个n!>10100的值(利用上题的n阶乘函数文件)4、编写一个乘法表(9×9)5、已知一维数组A=[2,4,5,8,10]、B=[4,9,6,7,4],用for循环语句实现,求和函数可用sum()6、编写验证魔方矩阵的函数文件,输出要求如下:(1)如果输入矩阵的维数小于3,输出显示’error’(2)如果输入矩阵的不是方阵,输出显示’thesizeofmatrixXmustbeN-by-Nmatrix’(3)显示行、列和及其对角线求和后的值,并判断其和是否相同。若不同,显示‘No’,相同显示‘Yes’。三、实验报告要求:在M文件编辑器中,编写程序代码并调试实验三MATLAB的图形绘制一、实验目的及要求:,熟悉各种绘图函数的使用;;。二、实验内容:x=[-2π,2π],y1=sinx、y2=cosx、y3=sin2x、y4=cos2x①用MATLAB语言分四个区域分别绘制的曲线,并且对图形标题及横纵坐标轴进行标注(如下图所示)。图2四分区绘制曲线②另建一个窗口,不分区,用不同颜色、线型绘出四条曲线,并标注图例注解。图3同一窗口绘制多条曲线③(选做)在图形窗口可利用Figure窗口菜单提供的功能进行操作,并保存成**.fig文件。三、实验报告要求:写出相应的的程序及上机结果。实验四函数文件设计和控制系统模型的描述一、实验目的及要求:;。二、实验内容:1、函数文件设计:设计一个函数文件实现一个阶乘运算,并设计程序调用该函数。为保证函数的通用性,当输入负数或小数时,显示出错提示:disp('Inputparametermustbeapositiveinteger!')提示:fix(x)对零方向取整数ceil(x)对+方向取整数round(x)四舍五入取整数2、已知两个传递函数分别为:①在MATLAB中分别用传递函数、零极点表示;②在MATLAB中分别求出通过反馈、串联、并联后得到的系统模型;三、实验报告要求:写出程序及上机的结果。实验五控制系统的频域与时域分析一、实验目的:1、掌握控制系统数学模型的基本描述方法和相互转化2、了解控制系统的稳定性分析方法3、掌握控制系统频域与时域分析基本方