实验一 典型环节的动态特 性仿真分析 一、实验目的和要求 n（1）熟悉MATLAB软件的SIMULINK工 具箱n（2）通过观察典型环节在单位阶跃信 号作用下的响应曲线，熟悉它们的动态 特性n（3）了解各典型环节中参数变化对其 动态特性的影响 二、实验主要仪器和设备 n装有Matlab软件的计算机 三、实验内容 n分别改变以下几个典型环节的相关参数，观察它们 的单位阶跃响应曲线变化情况（曲线条数≥2），并 得出规律 n比例环节（K）n积分环节（ ）n一阶惯性环节（ ）n实际微分环节（ ）n纯迟延环节（ ）n典型二阶环节（ ） 四、实验方法和步骤 n1．双击桌面上的MATLAB图标，启动 MATLAB，进入开发环境，点击工具栏 的Simulink图标 弹出图形库浏览器 画面从该画面“File”下拉式菜单中选 择“New | Model”，或点击图标 ,得到 图形仿真操作画面 n2．根据实验需要设计仿真系统框图，并确定仿真所 用的参数提取所需仿真模块，组成仿真系统：从图 形库浏览器画面中用鼠标点击打开所需子图形库，用 鼠标选中所需功能模块，将其拖曳到图形仿真操作画 面的空白位置，重复上述拖曳过程，直到将所需的全 部功能模块拖曳到仿真操作画面中。
用鼠标点击并移 动所需功能模块到合适的位置，将鼠标移到有关功能 模块的输出端，选中该输出端并移动鼠标到另—个功 能模块的输入端，移动时出现虚线．到达所需输入端 时，释放鼠标左键，相应的连接线出现，表示该连接 已完成重复上述连接过程，直到完成全部连接，组 成仿真系统 n3．功能模块参数设置：不同功能模块的参数 是不相同的，用鼠标双击该功能模块会自动 弹出相应的参数设置对话框根据仿真实验 的具体要求进行参数设置n4．在仿真操作前，应设置仿真操作的参数 包括仿真器参数和示波器参数的设置n(1) 仿真器参数设置：点击图形仿真操作画面 “Simulation”下拉式菜单“Simulation Parameters…”选项，弹出仿真参数设置画面 ，在其中合理设置仿真时间等参数 n(2) 示波器参数设置：当采用示波器显示仿真曲 线时，需对示波器参数进行设置点击已存在的 示波器会弹出单踪示波器显示画面，点击画面的 图标 ，会弹出示波器属性对话框，分2个页 面用于设置显示坐标窗口数、显示时间范围、 标记和显示频率或采样时间等时间范围应与仿 真器终止时间一致，以便最大限度显示仿真操作 数据直接点击图标 ，可在响应曲线显示 后自动调整纵坐标范围；从弹出的菜单选择 “Save current axes settings”，或直接点击图标 ，可将当前坐标轴范围的设置数据存储。
此外， 还有打印和对X、Y或同时放大或恢复等操作 n5．仿真系统连接完成且仿真所用的参 数均正确设置后，可进行仿真操作，点 击图形仿真操作画面“Simulation”下拉 式菜单“start”选项和“stop”选项可分别 控制仿真过程的启动与停止仿真过程 结束后，点击示波器可显示出仿真曲线 n若需要同时显示三条响应曲线时的仿真 框图可采用如下的形式，其中传递函数 的形式根据不同环节进行设置 五、实验数据记录 n（1）比例环节 G(S)= ; n所选的几个不同参数值分别为K1= ；K2= ； K3= ；n对应的单位阶跃响应曲线（在输出曲线上标明对应 的有关参数值）： n（2）积分环节 G(S)= ;n所选的几个不同参数值分别为Ti1= ；Ti2= ；Ti3= ；n对应的单位阶跃响应曲线（在输出曲线上标明对应 的有关参数值）：n（3）一阶惯性环节 G(S)= ;n令K不变（取K= ），改变Tc取值： Tc1= ；Tc2= ；Tc3= ；n对应的单位阶跃响应曲线（在输出曲线上 标明对应的有关参数值）：n（4）实际微分环节 G(S)= ;n令KD不变（取KD= ），改变TD取值： TD1= ；TD2= ；TD3= ；n对应的单位阶跃响应曲线（在输出曲线上 标明对应的有关参数值）： n（5）纯迟延环节 G(S)= ; n所选的几个不同参数值分别为τ1= ；τ2= ；τ3= ；n对应的单位阶跃响应曲线： n（6）典型二阶环节 G(S)= ;n令K不变（取K= ），n① 令ωn= ，ξ取不同值：ξ1=0；ξ2= ,ξ3= ,（0<ξ<1 ）；ξ4=1；ξ5= （ξ≥1）；n对应的单位阶跃响应曲线（在输出曲线上标明对应的有关 参数值）：n② 令ξ=0，ωn取不同值：ωn1= ；ωn2= ；n对应的单位阶跃响应曲线（在输出曲线上标明对应的有关 参数值）：n③ 令ξ=0.216，ωn取不同值：ωn1= ；ωn2= ；n对应的单位阶跃响应曲线（在输出曲线上标明对应的有关 参数值）： 六、实验报告 n实验报告应包含如下内容：实验目的和 要求、实验所需主要仪器与设备、实验 内容、实验步骤与方法、原始实验数据 记录和处理（数据曲线、图表等）、实 验结果分析等。
报告要求书写认真，图 表规范、完整，数据记录真实，分析透 彻和结论正确。