《系统仿真报告一》由会员分享，可在线阅读，更多相关《系统仿真报告一（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、实验一 经典的连续系统仿真建模方法一 实验目的1 了解和掌握利用仿真技术对控制系统进行分析的原理和步骤。2 掌握机理分析建模方法。3 深入理解一阶常微分方程组数值积分解法的原理和程序结构，学习用Matlab 编写数值积分法仿真程序。4 掌握和理解四阶 Runge-Kutta 法，加深理解仿真步长与算法稳定性的关系。二 实验内容1. 编写四阶 Runge_Kutta 公式的计算程序，对非线性模型（3）式进行仿真。（1） 将阀位u 增大10和减小10，观察响应曲线的形状;（2） 研究仿真步长对稳定性的影响，仿真步长取多大时RK4 算法变得不稳定？（3） 利用 MATLAB 中的ode45()函数进
2、行求解，比较与（1）中的仿真结果有何区别。2. 编写四阶 Runge_Kutta 公式的计算程序，对线性状态方程（18）式进行仿真（1） 将阀位增大10和减小10，观察响应曲线的形状;（2） 研究仿真步长对稳定性的影响，仿真步长取多大时RK4 算法变得不稳定？（4） 阀位增大10和减小10，利用MATLAB 中的ode45()函数进行求解阶跃响应，比较与（1）中的仿真结果有何区别。三 实验代码及结果编写四阶 Runge_Kutta 公式的计算程序，对非线性模型（3）式进行仿真。function dY=f(Y,u) %f函数k=0.2;Qd=0.15;A=2;a1=0.20412;a2=0.21
3、129;dY=zeros(2,1);dY(1)=1/A*(k*u+Qd-a1*sqrt(Y(1)dY(2)=1/A*(a1*sqrt(Y(1)-a2*sqrt(Y(2)%RK4文件 clccloseY=1.2,1.4;u=0.45; Y=0.5;TT=;XX=;for i=1:Y:100k1=f(Y,u);k2=f(Y+Y*k1/2,u);k3=f(Y+Y*k2/2,u);k4=f(Y+Y*k3,u);Y=Y+Y*(k1+2*k2+2*k3+k4)/6;TT=TT i;XX=XX Y;end;plot(TT,XX,-.)xlabel(x)ylabel(Y)仿真曲线如下u=0.5稳态值Y1=1.
4、2，Y2=1.4。 u 增大10和减小10之仿真曲线如下u=0.45u=0.55步长为60，u=0.5仿真曲线可见步长越大越不稳定采用ode45算法程序如下function dY=f(Y,u)k=0.2;u=0.5;Qd=0.15;A=2;a1=0.20412;a2=0.21129;dY=zeros(2,1);dY(1)=1/A*(k*u+Qd-a1*sqrt(Y(1)dY(2)=1/A*(a1*sqrt(Y(1)-a2*sqrt(Y(2)T,Y = ode45(f,1,200,1.2,1.4);%在命令窗口运行以下程序plot(T,Y(:,1),-,T,Y(:,2),-)仿真曲线与四阶 Ru
5、nge_Kutta 公式的计算一致编写四阶 Runge_Kutta 公式的计算程序，对线性状态方程（18）式进行仿真function dY=f1(Y,u) %f1函数k=0.2;Qd=0.00001;A=2;a1=0.20412;a2=0.21129;R1=2*sqrt(1.5)/a1;R2=2*sqrt(1.4)/a2;dY=zeros(2,1);dY(1)=k/A*u+1/A*Qd-1/(A*R1)*Y(1)dY(2)=1/(A*R1)*Y(1)-1/(A*R2)*Y(2)%RK4 clccloseY=0.001,0.001;u=0.00001;Y=0.1;TT=;XX=;for i=1:
6、Y:200k1=f1(Y,u);k2=f1(Y+Y*k1/2,u);k3=f1(Y+Y*k2/2,u);k4=f1(Y+Y*k3,u);Y=Y+Y*(k1+2*k2+2*k3+k4)/6;TT=TT i;XX=XX Y;end;Yold onplot(TT,XX(1,:),-,TT,XX(2,:);xlabel(time)ylabel(Y)gtext(Y1)gtext(Y2)Yold on仿真曲线如下u=0.00001u 增大10和减小10之仿真曲线如下u=0.u=0.当步长40时，曲线如下，可见步长越大越不稳定采用ode45函数求解程序如下function dY=f1(Y,u)k=0.2;Q
7、d=0.00001;A=2;a1=0.20412;a2=0.21129;R1=2*sqrt(1.5)/a1;R2=2*sqrt(1.4)/a2;dY=zeros(2,1);dY(1)=k/A*u+1/A*Qd-1/(A*R1)*Y(1)dY(2)=1/(A*R1)*Y(1)-1/(A*R2)*Y(2)T,Y = ode45(f,1,200,0.00001,0.00001);plot(T,Y(:,1),-,T,Y(:,2),-)仿真曲线与四阶 Runge_Kutta 公式的计算一致五思考题1 讨论仿真步长对稳定性和仿真精度的影响。答：步长越大越不稳定，但仿真速度快2 你是怎样实现阀位增大和减小10%的？对于非线性模型和线性模型方法一样吗？答：u*1.1和u*0.9，两种方法一样电视墙也就是电视背景装饰墙，是居室装饰特别是大户型居室的重点之一，在装修中占据相当重要的地位，电视墙通常是为了弥补客厅中电视机背景墙面的空旷，同时起到修饰客厅的作用。因为电视墙是家人目光注视最多的地方，长年累月地看也会让人厌烦，所以其装修就尤为讲究
