《仿真指导书》由会员分享，可在线阅读，更多相关《仿真指导书（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、控制系统计算机仿真与辅助设计实验指导书吴作明 编自动化与能源工程学院电气工程系目录实验一 MATLAB 语言认识实验实验二 PID 控制仿真实验实验三 直流电机双闭环系统仿真实验实验四 直流电机控制仿真实验实验五 交流电机控制仿真实验实验六预估校正法的MATLAB仿真实验 实验七龙格库塔法的MATLAB仿真实验 实验八 状态可控性和可观性判断仿真实验 实验九 极点配置系统MATLAB设计实验实验一 MATLAB 语言认识实验一、实验目的1掌握 MATLAB 6.1 软件的使用方法。2. 熟悉M脚本文件及M函数文件的区别。3. 熟悉M脚本文件及M函数文件的输入方法。4. 掌握简单实现求平均值的程
2、序设计及调试。二、实验内容1. 熟悉 MATLAB 6.1 软件各菜单作用。2. 完成下面脚本文件的录入：num=2*1,2;den=conv(conv(1,0,1,3),1,2,2);G1=tf(num,den);G=ss(G1);a,b,c,d=ssdata(G);AB=a-b*cBb=bCb=cDb=0Step(Ab,Bb,Cb,Db)3. 完成求平均数操作： 建一个M函数文件，文件名：meanl.m程序如下 function y=mean(x) % This is a M function file m=length(x);y=sum(x)/m; 在 MATLAB 命令窗口中键入r=1
3、:99;mean1(r)三、实验设备微型计算机 1 台四、实验步骤1 双击桌面 MATLAB 6.1 快捷图标，进入 MATLAB 仿真 环境。2. 单击file new m-file进入新建文件界面。3. 在新建文件界面中，输入M函数文件。保存在“work”中， 文件名 mean1.m 。4 返回 MATLAB6.1 主界面，在 “ ” 号后，键入程序文件 并按回车键，若程序正确，即得出结果。若程序不正确，则按提 示修改。五、实验报告要求1 分析程序执行过程，得出结果与实验结果是否一致？2 写出实验步骤。一、实验目的1. 掌握MATLAB 6.1软件的使用方法。2. 完成直流伺服电机PID典
4、型控制系统结构图设计及调试。二、实验内容1熟悉 MATLAB 6. 1 软件各菜单作用。2.完成直流伺服电机PID典型系统结构图设计并调试成功。三、实验设备微型计算机 1 台四、实验步骤1. 双击桌面MATLAB 6. 1快捷图标，进入MATLAB仿真环境。2.单击菜单simulink选项，进入其界面。单击filenew model k进入新建文件界面。3 在新建文件界面中，通过simulink选项的下拉菜单中选择仿真 需要的函数及器件，组成仿真系统结构图。4. 仿真调试：鼠标单击“黑三角”图标，再双击“ SCOPE ”示波 器，即可显示仿真结果。5. 改变参数，观察调试结果。五、实验报告要求
5、1 .写出实验具体过程。2. 画出仿真结果图和仿真系统结构图。一、实验目的1掌握 MATLAB 6.1 软件的使用方法。2完成双闭环典型系统结构图设计及调试。二、实验内容1熟悉 MATLAB 6.1 软件各菜单作用。2完成 PID 典型系统结构图设计并调试成功。三、实验设备微型计算机 1 台四、实验步骤1 双击桌面MATLAB 6.1快捷图标，进入MATLAB仿真环境。2单击菜单simulink选项，进入其界面。单击file new model 进入新建文件界面。3在新建文件界面中，通过 simulink 选项的下拉菜单中选择仿真需要的函数及器件，组成仿真系统结构图。4. 仿真调试：鼠标单击“
6、黑三角”图标，再双击SCOPE”示波器，即可显示仿真结果。5改变参数，观察调试结果。五、实验报告要求1 写出实验具体过程。一、实验目的1掌握 MATLAB 6.1软件的使用方法。2完成直流电机仿真系统结构图设计及调试。二、实验内容1熟悉 MATLAB 6.1软件各菜单作用。2完成直流电机仿真系统结构图设计并调试成功。三、实验设备微型计算机 1 台四、实验步骤1 双击桌面MATLAB 6.1快捷图标，进入MATLAB仿真环境。2单击菜单simulink选项，进入其界面。单击file new model 进入新建文件界面。3在新建文件界面中，通过 simulink 选项的下拉菜单中选择仿真需要的函
7、数及器件，组成仿真系统结构图。4. 仿真调试：鼠标单击“黑三角”图标，再双击SCOPE”示波器，即可显示仿真结果。5改变参数，观察调试结果。五、实验报告要求1 写出实验具体过程。一、实验目的1掌握 MATLAB 6.1软件的使用方法。2完成交流电机仿真系统结构图设计及调试。二、实验内容1熟悉 MATLAB 6.1软件各菜单作用。2完成交流电机仿真系统结构图设计并调试成功。三、实验设备微型计算机 1 台四、实验步骤1.双击桌面MATLAB 6. 1快捷图标，进入MATLAB仿真环境。2单击菜单 simulink 选项（带颜色图标），进入其界面。 单击file new model进入新建文件界面。
8、3在新建文件界面中，通过 simulink 选项的下拉菜单中选择仿 真需要的函数及器件，组成仿真系统结构图。4仿真调试，观察调试结果。五、实验报告要求1 写出实验具体过程。2画出仿真结果图和仿真系统结构图。六、仿真系统结构图部件及函数参数选择参考1 直流电源 400V1e-3,00.816,2Universal Bridge (IGBT)3,-output-,1e 5 ,inf, IGBT/diodes ,0,1e-6,2e-6,None。3Discrete PWM Generator3-arm,1080,50e-6, J ,0.4,60,0。4Asynchronous Machine SI
9、UunitsWound,stationary,3*746,220,60,0.435,2.0e-3, 2.0e-3,69.31e-3,0.089 0 2,1,0 0,0,0 0,0,0。5Machines Measurement DemuxAsynchronous, 选项 正 1 ，倒数 2 3 。6Fcn f(u) 3.34e-4*27Bus Bar(thin vert) 3 08Scope4, 0.05,bottom axisonly,Decimation 1。实验六预估校正法的MATLAB仿真实验一、实验目的1 熟悉并掌握MATLAB6.1软件使用方法。2. 完成二阶系统MATLAB仿真程
10、序设计及调试。二、实验内容根据下述梯形法的递推公式yk+10 = yk + hf ( tk, yk )yk+1= yk+ h/2 f(tk, yk) + f ( tk+1 , yk+10 )应用MATLAB语言编制梯形法仿真程序。三、实验设备1 微型计算机 1 台2. MATLAB 软件四、实验步骤1. 双击桌面 MATLAB6.1 快捷图标，进入仿真环境。2. 在主窗口根据预估公式完成仿真程序设计。3. 设步长 h=0.65。4. 完成仿真程序设计。5. 调试得出仿真结果并记录。五、实验报告要求1. 写出设计程序并分析程序执行过程，得出结果与实验结果是否 一致？2. 绘出仿真结果曲线。一、实
11、验目的1 熟悉并掌握MATLAB6.1软件使用方法。2熟悉矩阵和矢量运算。3.完成MATLAB仿真程序设计及调试。二、实验内容 以书中欧拉法给出的示例为研究对象，根据龙格-库塔法的向量形式，充分应用MATLAB语言强大的矩阵和矢量运算能力，完成仿真 程序设计。三、实验设备1微型计算机 1 台2. MATLAB 软件四、实验步骤1. 双击桌面 MATLAB6.1 快捷图标，进入仿真环境。2. 在主窗口根据龙格-库塔法完成仿真程序设计。3. 设步长 h=0.65。4. 完成仿真程序设计。5. 调试得出仿真结果并记录仿真结果。五、实验报告要求1. 写出设计程序并分析程序执行过程，得出结果与实验结果是
12、否 一致？2. 绘出仿真结果曲线。实验八 状态可控性和可观性判断仿真实验、实验目的1 熟悉并掌握MATLAB6.1软件使用方法。2熟悉并掌握状态可控性和可观性判断的原理及步骤。3.完成MATLAB仿真程序设计及调试。二、实验内容1 已知系统：判断系统状态的可控性并将其变换成第一可观范型。2. 已知系统的系数阵为444 _A =-11-12-12、B 二-1_ 131413_ 0_判断它的可观性，三、实验设备1 微型计算机1台2. MATLAB 软件 四、实验步骤1.双击桌面 MATLAB6.1 快捷图标，进入 MATLAB6.1 仿真环境。2 设计并录入仿真程序。3 运行仿真程序，记录仿真结果
13、。五、实验报告要求1写出设计程序并分析程序执行过程，得出结果与实验结果是否 一致？2分别写出各部分的仿真结果。实验九 极点配置系统MATLAB的设计实验一、实验目的1 熟悉并掌握MATLAB6.1软件使用方法。2熟悉并掌握极点配置的原理及步骤。3.完成MATLAB仿真程序设计及调试。二、实验内容 已知系统E(A , B)状态方程为：通过状态反馈使希望极点分别配置在：兔=-1+j2和九2=-1-j2处, 确定状态反馈阵 K。三、实验设备1 微型计算机 1 台2. MATLAB 软件四、实验步骤1. 双击桌面 MATLAB6.1 快捷图标，进入 MATLAB6.1 仿真环 境。2. 判断系统的可控性。在工作空间建立已知系统，然后即可应用 系统可控性判断函数ctrb求取系统可控阵的秩，从而判定系统的 可控性。a) 确定闭环系统的希望特征多项式(系数)。b) 确定开环系统的特征多项式系数。c) 根据可控规范型的状态反馈阵式，确定远(A , B)的状态 反馈阵K中的诸元素。d) 确定将工化为第二可控规范型的变换阵T及其逆阵。e) 确定工实现所希望的极点配置的状态反馈阵K。f) 调试得出仿真结果。g) 记录仿真结果。五、实验报告要求1写出设计程序并分析程序执行过程，得出结果与实验结果是否 一致？2分别写出各部分的仿真结果。
