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1、兰州理工大学控制系统计算机仿真上机报告I院系：电气工程与信息工程学院班级：14级自动化3班姓名：处观学号: 1405220323时间： 2017 年 6 月 15 日电气工程与信息工程学院2017)一、上机实验内容及要求1 . matlab 软件要求利用课余时间熟悉掌握matlab 软件的基本数值运算、基本符号运算、基本程序设计方法及常用的图形命令操作。2 .各章节仿真实验内容及要求具体实验内容及要求请详见上机实验报告。二、上机实验时间安排及相关事宜1. 依据课程教学大纲要求，上机实验学时共16 学时，学生须在每次上机之前做好相应的准备工作，以确保在有限的机时内完成仿真实验要求的内容；2. 实
2、验完成后按规定完成相关的仿真实验报告；3. 仿真实验报告请按有关样本制作并A4 打印，侧面装订，作为成绩评定的一部分。自动化系控制系统计算机仿真课程组2017 年 3 月、Matlab基础操作1-1用MATLAB语言求下列系统的状态方程、传递函数、零极点增益和部分分式 形式的模型参数，并分别写出其相应的数学模型表达式：“、S3 7s2 24s 24(1)G(s) 32s 10s35s50s 24程序如下：num=7,24,24 den=10,35,50,24A,B,C,D=tf2ss(num,den)系统的状态方程：A =-3.5000-5.0000-2.40001.00000001.0000
3、0B =100C =0.70002.40002.4000D =0零极点增益形式： Z,P,K=tf2zp(num,den)Z =-1.7143 + 0.6999i-1.7143 - 0.6999i-1.2973 + 0.9838i-1.2973 - 0.9838i-0.90530.7000部分分式：R,P,H=residue(num,den)R =-0.0071 - 0.2939i-0.0071 + 0.2939i0.7141-1.2973 + 0.9838i-1.2973 - 0.9838i-0.90532.252) X2.250.251.2554.250.51.751.250.541.25
4、0.252Xu1.25120.250.750y 0 2 0 2XA=2.25 -5 -1.25 -0.5;2.25 -4.25 -1.25 -0.25;0.25 -0.5 -1.25 -1;1.25 -1.75 -0.25 -0.75A =2.2500-5.0000-1.2500-0.50002.2500-4.2500-1.2500-0.2500-1.0000-0.75000.2500-0.5000-1.25001.2500-1.7500-0.2500 B=4;2;2;0B =4220 C=0 2 0 2C =0202 D=0D =0零极点增益形式： Z,P,K=ss2zp(A,B,C,D)Z
5、 =-1.0000 + 1.2247i-1.0000 - 1.2247i-1.5000P =-0.5000 + 0.8660i-0.5000 - 0.8660i-1.5000 + 0.0000i-1.5000 - 0.0000iK =4.0000 传递函数形式： num=0 4 14 22 15 num =04142215 den=1 4 6.25 5.25 2.25den =1.00004.00006.25005.25002.2500部分分式： R， P， H=residue(num,den)R =4.0000-0.00000.0000 - 2.3094i0.0000 + 2.3094iP
6、=-1.5000-1.5000-0.5000 + 0.8660i-0.5000 - 0.8660iH =0.1 时1-2 用殴拉法 matlab 编程实现下列系统的输出响应y(t) 在 0 t 1 上， h的数值解。 y y ， y(0) 1要求保留 4 位小数，并将结果 以图形的方式与真解 y(t) e t 比较。t=0:0.1:1Columns 1 through 900.10000.60000.70000.8000Columns 10 through 110.90001.0000h=0.1;y(1)=1;t=0:0.1:1;h=0.1;y(1)=1;for i=1:10y(i+1)=y(
7、i)+h*(-1*y(i);endplot(t,y,r)hold onm=exp(-1*t)m =Columns 1 through 91.00000.90480.54880.49660.4493Columns 10 through 110.20000.30000.40000.81870.74080.67030.50000.60650.40660.3679plot(t,m,bo)1-3用四阶龙格一库塔梯形法 matlab编程实现1-2题的数值解，要求以 图形的 方式通过与真值及殴拉法的比较，分析其精度。h=0.1;y(i)=i;t=0：0.1：1t =Columns 1 through 900
8、.10000.20000.30000.40000.50000.60000.70000.8000Columns 10 through 110.90001.0000fo门=1:10k1=-1*y(i)k2=-1*(y(i)+k1*h/2)k3=-1*(y(i)+k2*h/2)k4=-1*(y(i)+h*k3)y(i+1)=y(i)+(k1+2*k2+2*k3+k4)*h/6end k1 =-1k2 =-0.9500k3 =-0.9525k4 =-0.9047y =1.00000.9048k1 =-0.9048k2 =-0.8596k3 =-0.8619k4 =-0.8187y =1.00000.9
9、0480.8187k1 =-0.8187k2 =-0.7778k3 =-0.7798k4 =-0.7407y =1.00000.90480.81870.7408k1 =-0.7408k2 =-0.7038k# =-0.7056 k4 =-0.6703y =1.00000.90480.81870.74080.6703k1 =-0.6703k2 =-0.6368k3 =-0.6385k4 =-0.6065y =1.00000.90480.81870.74080.67030.6065k1 =-0.6065k2 =-0.5762k3 =-0.5777k4 =-0.5488y =1.00000.9048
10、0.81870.74080.67030.60650.5488k1 =-0.5488k2 =-0.5214k3 =-0.5227k4 =-0.4965y =1.00000.90480.81870.74080.67030.60650.54880.4966k1 =-0.4966k2 =-0.4718k3 =-0.4730k4 =-0.4493y =1.00000.90480.81870.74080.67030.60650.54880.49660.4493k1 =-0.4493k2 =-0.4269k3 =-0.4280k# =-0.40650.54880.5488y =Columns 1 throu
11、gh 91.00000.90480.81870.74080.67030.60650.49660.4493Column 100.4066k1 =-0.4066k2 =-0.3862k3 =-0.3873k4 =-0.3678y =Columns 1 through 91.00000.90480.81870.74080.67030.60650.49660.4493Columns 10 through 110.40660.3679plot(t,y,o)hold onm=exp(-1*t)plot(t,m,r*)lea=y-mplot(t,lea,g)hold offm =Columns 1 thro
12、ugh 80.54881.00000.90480.81870.74080.67030.60650.4966Columns 9 through 110.44930.40660.3679 lea =1.0e-006 *Columns 1 through 80.274700.08200.14830.20130.24290.29830.3149Columns 9 through 110.32560.33150.333210.90.80.70.60.50.40.30.20.10 -00.10.20.30.40.50.60.70.80.91631-4采用matlab语言编程实现k 2i oi 0程序：di
13、sp(y=)h=1;y=0;fo门=0:1:63y=y+2 Ai;enddisp(y);运行结果：y=1.8447e+019y=1.8447e+019m1-5编写matlab的M-函数，以实现k2i。要求在函数中给出必要的解释和i 0说明，同时检测输入和返回变量的个数。function sum=zuoye5(m)sum=0;format longfor i=0:mt=1;for j=1:it=t*2;end sum=sum+t; end二、控制系统分析2-1设典型闭环结构控制系统如下图所示，当阶跃输入幅值R 20时，用sp3_1.m1 ， 一 ,求取输出y的响应。进一步考虑：当反馈通道为 H(s) 时，如何通过1 0.1s
