控制系统仿真实验报告

实验一经典的连续系统仿真建模方法1编写四阶RUNGE_KUTTA公式的计算程序，对非线性模型（3）式进行仿真。（1）将阀位U增大10和减小10，观察响应曲线的形状（2）研究仿真步长对稳定性的影响，仿真步长取多大时RK4算法变得不稳定（3）利用MATLAB中的ODE45函数进行求解，比较与（1）中的仿真结果有何区别。非线性仿真FUNCTIONDHFH,UK02U05QD015A2A1020412A2021129DHZEROS2,1DH11/AKUQDA1SQRTH1DH21/AA1SQRTH1A2SQRTH2RK4CLCCLOSEH14,15U05H1TTXXFORI1H200K1FH,UK2FHHK1/2,UK3FHHK2/2,UK4FHHK3,UHHHK12K22K3K4/6TTTTIXXXXHENDHOLDONPLOTTT,XX1,TT,XX2,XLABELTIMEYLABELHHOLDONODE45FUNCTIONDHODET,HK02U05QD015A2A1020412A2021129DHZEROS2,1DH11/AKUQDA1SQRTH1DH21/AA1SQRTH1A2SQRTH2COMMAND窗口T,HODE45ODE,1200,1514PLOTT,H,1,R,T,H,2,G2编写四阶RUNGE_KUTTA公式的计算程序，对线性状态方程（18）式进行仿真（1）将阀位增大10和减小10，观察响应曲线的形状（2）研究仿真步长对稳定性的影响，仿真步长取多大时RK4算法变得不稳定（4）阀位增大10和减小10，利用MATLAB中的ODE45函数进行求解阶跃响应，比较与（1）中的仿真结果有何区别。FUNCTIONDXF2X,UQD015A1020412A2021129A2K02DXZEROS2,1DX11/AKUX1/2SQRT15/A1QDDX21/AX1/2SQRT15/A1X2/2SQRT14/A2H14,15U05H1TTXXFORI1H200K1F2H,UK2F2HHK1/2,UK3F2HHK2/2,UK4F2HHK3,UHHHK12K22K3K4/6TTTTIXXXXHENDHOLDONPLOTTT,XX1,TT,XX2,XLABELTIMEYLABELHHOLDONODE45FUNCTIONDXODE2T,XQD015U05A1020412A2021129A2K02DXZEROS2,1DX11/AKUX1/2SQRT15/A1QDDX21/AX1/2SQRT15/A1X2/2SQRT14/A2COMMAND窗口T,HODE45ODE2,1200,1415PLOTT,H,1,R,T,H,2,G曲线分析曲线给一个初值，变动后，最后趋于稳定。思考题1仿真步长越短，仿真结果越稳定，越精确。2通过改变U来改变阀的开度；线性系统和非线性系统结果一样。实验总结通过本次试验，我对MATLAB编程技术的应用有了基本的了解，同时学会了用它解决控制工程问题。实验二面向结构图的仿真第一部分线性系统仿真1TEND700T10QD0KP178TI85进行仿真实验，绘制响应曲线CLC,CLEARTEND700T10QD0KP178TI85A2C05KU01/05H2SET_PERCENT80ALPHA12025/SQRT15ALPHA2025/SQRT14R122SQRT15/ALPHA12R22SQRT14/ALPHA2H1SPANLO0H1SPANHI252H2SPANLO0H2SPANHI252H115H214U05K2KCKP/TIBCTIKD1/AAD1/AR12K1KU/AA11/AR12K21/AR12A21/AR2UC10UD10U110U210XC10XD10X110X210YC10YD10Y110Y210FORT10TTENDXCKXCK1KCTUCK1XDKEXPADTXDK1KD/AD1EXPADTUDK1X1KEXPA1TX1K1K1/A11EXPA1TU1K1X2KEXPA2TX2K1K2/A21EXPA2TU2K1Y2KX2KY1KX1KUCKH2SET_PERCENT/100Y2K1H2H2SPANLO/H2SPANHIH2SPANLOYCKXCKBCKCUCKYDKXDKUDKQDU1KYCKU2KY1KKK1ENDH1_PERCENTY1H1H1SPANLO/H1SPANHIH1SPANLO100H2_PERCENTY2H2H2SPANLO/H2SPANHIH2SPANLO100H2SETPOINTH2SET_PERCENTONESSIZEH1_PERCENTYCYCU100PLOT0TTEND,H2SETPOINT,H1_PERCENT,H2_PERCENT,YCTITLE含有非线性环节的模型阶跃响应曲线图LEGENDH2SETPOINT,H1,H2,YCXLABEL时间TYLABLE液位高度H/控制器输出（100）2用MATLAB求出从输入到输出的传递函数，并将其用C2D函数，利用双线性变换法转换为离散模型，再用DSTEP函数求离散模型的阶跃响应，阶跃幅值为3。CLC,CLEART10KP178TI85A2KU02ALPHA1025/SQRT15ALPHA2025/SQRT14R122SQRT15/ALPHA1R22SQRT14/ALPHA2KCKP/TIBCTIK1KU/AA11/AR12K21/AR12A21/AR2N1KCBC,KCD110S1TFN1,D1N3K1D31A1S3TFN3,D3N4K2D41A2S4TFN4,D4SYSQS1S3S4SYSFEEDBACKSYSQ,1GC2DSYS,10,TUSTINNUM01173,01303,00912,01042DEN1,1891,1415,04715DSTEP3NUM,DEN实验总结通过本次试验，我了解了面向结果的离散化原理和结构，并对水箱液位的结构图进行了仿真，深刻的认识了控制系统仿真技术，在结合理论的基础上掌握了CD2函数的用法以及双线性变换的原理。实验三采样系统的仿真1针对实验二的第一部分内容，利用SIMULINK建立该系统，取178PK，TSI850,0052SDHQ，进行仿真实验，观察响应曲线。PIDSPIDCONTROLLERSATURATIONSTEP