长沙理工大学机械控制工程基础Matlab实验报告.doc

机械控制工程基础实验报告一班级学号 机制10-04 姓名 谢宜波 实验日期 12.7 任课教师 唐宏宾 实验名称实验一 控制系统的数学模型验证型一、实验目的及要求：由系统的结构方框图得到控制系统模型，其传递函数方框图，用SIMULINK模型结构图化简控制系统模型，分析系统的阶跃响应，并绘制响应曲线。二、上机内容：1、 Matlab基础2、 Matlab中系统建模3、 Matlab分析系统的动态特性三、实验平台Windows 98或2000或XP Matlab 5.3以上版本四、操作过程、源程序和计算结果：1、题目：已知X（s）=s2+2*s+3, Y(s)=s+4求取Z(s)=X(s)Y(s)的表达式，Z（s）=0的根，以及Z（s）在s=0时的值。源程序：x=1 2 3;y=1 4;z=conv(x,y)r=roots(z)p=poly(r)v=polyval(z,3)计算结果：2、题目：在Matlab中表达系统G（s）=2（s+2）（s+7）/(s+3)（s+7）（s+9）。 源程序：z=-2 -7;p=-3 -7 -9;k=2;sys=zpk(z,p,k)计算结果：3、题目：源程序：numh=1 1;denh=1 2;sysh=tf(numh,denh);numg=1;deng=500 0 0;sysg=tf(numg,deng);sys=feedback(sysg,sysh)计算结果：4、题目：源程序：计算结果： 5、题目：已知二阶系统 G（S）=1/s+2s+1Matlab法绘制分别取值0.1、0.25、0.5、1.0时系统的单位脉冲响应。源程序：t=0:0.1:10;num=1;zeta1=0.1;den1=1 2*zeta1 1;sys1=tf(num,den1);zeta2=0.25;den2=1 2*zeta2 1;sys2=tf(num,den2);zeta3=0.5;den3=1 2*zeta3 1;sys3=tf(num,den3);zeta4=1.0;den4=1 2*zeta4 1;sys4=tf(num,den4);impulse(sys1,sys2,sys3,sys4,t);grid on;计算结果：6、题目：已知二阶系统 G（S）=1/s+2s+1Matlab法绘制分别取值0.1、0.2、0.4、0.7、1.0、2.0是的系统的单位阶跃相应。源程序：t=0:0.1:12;num=1;zeta1=0.1;den1=1 2*zeta1 1;sys1=tf(num,den1);zeta2=0.2;den2=1 2*zeta2 1;sys2=tf(num,den2);zeta3=0.4;den3=1 2*zeta3 1;sys3=tf(num,den3);zeta4=0.7;den4=1 2*zeta4 1;sys4=tf(num,den4);zeta5=1.0;den5=1 2*zeta5 1;sys5=tf(num,den5);zeta6=2.0;den6=1 2*zeta6 1;sys6=tf(num,den6);step(sys1,sys2,sys3,sys4,sys5,sys6,t);title(zeta= 0.1 0.2 0.4 0.7 1.0 2.0);grid on;计算结果：五、评阅成绩 评阅老师 2012 年 月日机械控制工程基础实验报告二班级学号 机制10-04 姓名 谢宜波 实验日期 12.7 任课教师 唐宏宾 实验名称实验二 控制系统的性能分析验证型一、实验目的及要求：本实验是用MATLAB得到控制系统的频域特性曲线，绘制给定控制系统Bode 图和Nyquist图，并表示出系统的幅值裕量和相位裕量，-穿越频率和剪切频率等频域性能指标；用频率法对控制系统进行稳定性判断。二、上机内容：1、Matlab中的频率响应函数2、Matlab求取稳定性裕量三、实验平台Windows 98或2000或XP Matlab 5.3以上版本四、操作过程、源程序和计算结果：1、题目:绘制系统G（s）=100(s+4)/s(s+0.5)(s+50)的Bode图。源程序：k=100;z=-4;p=0 -0.5 -50 -50;num,den= zp2tf(z,p,k);bode(num,den);title(Bode Plot)grid on计算结果：2、题目：绘制系统G（s）=K/s+4s+25，当K分别取4,10,25是的Bode图。源程序：den=1425;num1=4;num2=10;num3=25;sys1=tf(num1,den);sys2=tf(num2,den);sys3=tf(num3,den);bode(sys1,sys2,sys3);gridon计算结果：3、题目：绘制系统G（s）=1/s+0.8s+1的nyquist图。源程序：den=1 0.8 1;num=1;nyquist(num,den)计算结果：4、题目：绘制系统G（s）=K/s+4s+25，当K分别取4,10,25的nyquist图。源程序：den=1425;num1=4;num2=10;num3=25;sys1=tf(num1,den);sys2=tf(num2,den);sys3=tf(num3,den);bode(sys1,sys2,sys3);gridon计算结果：5、题目：源程序：计算结果：五、评阅成绩 评阅老师 2012年 月 日机械控制工程基础实验报告三班级学号 机制10-04 姓名 谢宜波 实验日期 12.7 任课教师 唐宏宾 实验名称实验三 控制系统的校正设计验证型一、实验目的及要求：本实验是用MATLAB进行控制系统的校正设计二、上机内容：Matlab中进行控制系统的校正设计三、实验平台Windows 98或2000或XP Matlab 5.3以上版本四、操作过程、源程序和计算结果：1、 题目：已知某随动系统的系统框图如图所示。现设，应用MATLAB软件，求系统的闭环传递函数，并求取其零点与极点，并在复平面上，标出零点与极点的位置。源程序：numh=1 2;denh=0.5 0;sysh=tf(numh,denh);num1=1000;den1=0.25 1;sys1=tf(num1,den1);num2=0.1;den2=1 0;sys2=tf(num2,den2);num3=1;den3=1;sys3=tf(num3,den3);sys5=series(sysh