《自动控制系统仿真实验指导书.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《自动控制系统仿真实验指导书.doc（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、自动控制系统仿真实验指导书 王巧玲 管萍 编 2004年9月实验要求：要求课前有预习报告，给出程序语句和结果预测，无预习报告不准进实验室！课后要求按时完成实验报告，实验报告的评分将作为平时成绩的一部分。实验一 控制系统仿真中的MATLAB语言熟悉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：（1）（2）2 已知单位反馈系统的开环传递函数如下用MATLAB语句函数求取系统闭环零极点，并求取系统闭环状态方程的可控标准型实现。3 用MATLAB画出函数的三维图形，其中，。4 采用循环控制命令程序，计算160之和。5 首先生
2、成一个周期余弦波的7个数据点，然后对这些点进行插值并绘制插值结果。6 用ode45()语句解微分方程要求可修改参数u。实验二 RK4仿真实验1. x=-x+t， u=t，h=0.1，t=0,10，在MATLAB语言环境下构造.m文件，编写RK4算法程序进行求解，绘图显示运算结果。2. 对x=-x+t，x(0)=1，t=0,10，h=0.1，调用ode45函数进行求解，绘图显示运行结果；并与上题的仿真结果进行对照；适当改变步长h，观察仿真效果并进行分析。3. 在Simulink中调用状态空间模块对上题进行仿真，采用示波器模块进行输出显示，同时将结果输出到workspace中进行查看；改变仿真参数
3、和仿真方法，比较运行结果。 注：u=t的实现可采用Clock模块。实验三 连续系统结构图数字仿真【实验目的】进一步熟悉MATLAB语言的使用方法熟悉连续系统结构图法的计算方法及步骤【实验内容】 在下图中，若各环节传递函数已知为但G10(s)=0.212;重新列写联接矩阵W,W0和非零元素阵Wij，编写程序，求出y7响应曲线。实验四 离散相似法数字仿真【实验目的】 掌握离散相似法仿真方法【实验内容】用离散相似法仿真程序（参考课本sp4-4m）重现实验三输出Y1的数据和曲线，并与四阶龙格一库塔法比较精度。实验五 非线性系统仿真【实验目的】1，了解三种典型非线性环节对系统性能的影响2，了解三种典型非
4、线性环节的特性【实验内容】如图所示系统，分别针对以下三种情况加入非线性环节，采用离散相似法进行仿真在A处加入饱和非线性环节在A处加入死区非线性环节在A处加入滞环非线性环节要求：适当改变S同时与非线性环节的情况比较,分析各非线性环节对系统动态性能的影响。实验六 计算机控制系统的数字仿真【实验目的】1，熟悉计算机控制系统数字仿真的方法及步骤2，学会并掌握将连续部分按环节离散的方法3，学会根据流程图编写简单的仿真程序4，学会将各种处理方法融合在一起编写程序【实验内容】采用控制系统如下图所示：编写程序实现对该系统的仿真分析。（提示：连续部分按环节离散化考虑）图中为典型的数字PID控制器；KP=0.65
5、为比例系数；Ti=0.7为积分时间常数；Td=0.2位微分时间常数；为具有滞后特性的典型二阶控制对象；T1=T2=0.3s；T3=0.4s。 实验七 控制系统仿真及CAD【设计要求】要求采用MATLAB语言，编制.m文件实现，对于给定的题目，要求完成控制器的设计，程序编制，系统调试，性能指标的计算，结果演示以及系统分析等任务。【报告要求】a) 设计题目的任务及要求；b) 控制器的设计；c) 系统框图及仿真程序；d) 系统性能的计算及分析；e) 调试过程总结、分析及体会。【实验内容】某化工过程中计算机控制系统如下图所示:(1) 试用环节离散化方法对该系统做仿真研究, 设计PID调节器参数, 使该系统动态性能达到最佳。（2）试用smith预估控制方法对该系统进行重新设计，并用仿真的方法分析滞后参数对系统动态性能的影响。
