计算机建模与仿真.pdf

计算机建模与仿真实验项目名称：控制系统模型的建立与仿真实验学时:4同组学生姓名：实验地点：—实验日期：2018.4实验成绩：批改教师:批改时间:、实验目的和要求1.熟悉MATLAI®制系统工具箱中线性控制系统传递函数模型的相关函数；2.熟悉SIMULINK模块库，能够使用SIMULINK进行控制系统模型的建立及仿真。二、实验仪器和设备1、PC机1台并安装MATLAB7.0^上版本。三、实验过程1.熟悉线性控制系统传递函数模型的相关函数。(1)tf()函数可用来输入系统的传递函数该函数的调用格式为G=tf(num,den);其中num,den分别为系统传递函数的分子和分母多项式系数向量。返回的G为系统的传递函数形式。但如果分子或分母多项式给出的不是完全的展开的形式，而是若干个因式的乘积，则事先需要将其变换为完全展开的形式，两个多项式的乘积在MATLAB下借用卷积求取函数conv()得出，其调用格式为：p=conv(p1,p2)MATLAB支持一种特殊的传递函数的输入格式，在这样的输入方式下，应该先用s=tf('s')定义传递函数算子，然后用数学表达式直接输入系统的传递函数。请自己通过下面两个例子来演示和掌握tf和()s=tf('算子这两种输s')入方式。s35s23s2G例1设系统传递函数s2s4s3s1432输入方式一:num=[1,5,3,2];den=[1,2,4,3,1];%分子多项式和分母多项式G=tf(num,den)%这样就获得系统的数学模型G输入方式二：s=tf('s');G=(A3+s5*As2+3*s+2)/(A4s+2*sA3+4*sA2+3*s+1)任务一：将下列传递函数分别采用上面两种输入方式进行输入，并截图记录。Gs5①s2s3s443>>s=TfC);€=(s+6)/(s4+2*s3+3*s-i-4)s+5s\+23*3+3s十4Continuous-timetransferfunction.5(s2.4)GG,八2,2-…2八②(si)(s3s4)(s1)提示：借助conv()函数获得分子和分母多项式系数>>s=tf(L/):G=(5*(s+2_i))/((s412t(S2+3*s+4)*(3^2+1))G=5s+12E6+5s5+12S4+16S3+15s2+ILs+4Cdntinuous-timetransferfuiLction.»Z=c-1,539：-2.7305+2-S538i：-2_7355-2.85381]:〔P=T;-2L3;-4I;A«A0.F,1)G-(s+L.639)(5^2+6.401s+15-6)(s-l-1)(s+2)(5+3)(s-t-i)Continuous-timez«ro/pole/gainnodal.(3)已知传递数函的分子、分母多项式系数，可用tf2zp()函数求出传函的零点向量、极点向量和增益。该函数的调用格式为[乙P,K]=tf2zp(num,den)已知传递数函的零点、极点和增益，可用zp2tf()函数求出传函的分子、分母多项式系数。该函数的调用格式为[num,den]=zp2tf乙(P,K)3L2cCGs5s3s2任务三：以s42s34s23s1为例,练习这两个函数的使用，并截图记录。»nuti=CJ.5,3.21:den=4,Z-3.11:CZ.P,Kl=tf2ac(ntiin,deniZnnB.denl=sp2ff(7,PuK)-4.42410.-OOOOi-0.+0.6O76i-0.2GS0-0.60761F--0.5000+1.53681-0.5000-1.63SSi-a.5oao4-a.m能mirQ,5000-Q.3尊num-Ql.00005_OOtJti3.oooa2-OOtJO=i-oaoo1.00002.0000L00003.0000任务四：在SIMULINK环境下搭建阶跃响应时的模型，并用示波器观测输出波形，将示波器横轴终值修改为50,记录仿真图及示波器波形并截图记录。G(s)一_我-A)s2s2(传递函数形式)G(s)B)(s1)(s5)(s6)(零极点形式)2.formatcorapactsl-t£(0.241.[0.L,L1]):s2=tfCO.8,[0-2,0]):s3=spk(LI01);P:sbl=feedback(si,sZ):s=feedbaci^series(sbl*s3),kZ)E(s+7.404)<s'2-7-404s+64.83)Continiious-1iaesero/pcle/sain.model.3.已知系统状态空间模型为:3x求其零极点模型。»sys=ss([01;1-2],C0;l][13]„[1]):1iz^zpkT(sys)Hay=(s+2.414)(s-0.4142)Continuous'ti