基于Matlab环境仿真基础实验.doc

实验一 基于Matlab环境仿真基础实验一、 实验目的：1、 熟悉和了解Matlab的基本使用环境，通过该实验，使学生初步掌握一项仿真工具。2、 了解和掌握Matlab的两个主要编程环境（Mfile、Model）。二、 实验要求：（1、2任选其一）1、 在Mfile文件下，编制自然频率一定，不同阻尼系数的单位阶跃响应的响应曲线。2、 在Mfile文件下，编制自然频率一定，不同阻尼系数的Bode图3、 在Model文件下，建立I型三阶系统的结构模型，分析输入斜坡响应的静动态指标。三、 实验设备：计算机、Mtalab软件四、 实验内容及步骤：1、 使用界面的介绍：图1.1 Matlab使用界面在fileNewM-file建立M文件；在fileNewModel建立模型文件。在主窗体部分可以直接输入命令；也可以观看运算结果，它是直接反映运算信息的重要窗口。2、 对于一个典型二阶系统其中为自然频率（无阻尼振荡频率），为相对阻尼系数。当6，分别为0.1;0.2;0.3;0.4;1.0;2.0时，在Mfile文件下，编制程序。绘制的各自单位阶跃响应。解：Matlab程序% wn=6时，阻尼系数0.1;0.2;0.3.1.0;2.0的单位阶跃响应wn=6; % 自然振荡频率kosi=0.1:0.1:1.0,2.0; % 阻尼系数figure(1)hold onfor kos=kosi num=wn2; den=1,2*kos*wn,wn2; step(num,den)endtitle(阶跃响应)hold off执行后单位阶跃响应曲线图1.2 典型二阶系统的单位阶跃响应曲线步骤：（1）。在Mfile文件下，编制自然频率一定， 3、 对于一个典型二阶系统其中为自然频率（无阻尼振荡频率），为相对阻尼系数。当6，分别为0.1;0.2;0.3;0.4;1.0;2.0时, 在Mfile文件下，编制程序。绘制的不同阻尼系数的Bode图： 解：Matlab程序% wn=6时，阻尼系数0.1;0.2;0.3.1.0的bude图wn=6kosi=0.1:0.1:1.0w=logspace(-1,1,100)figure(1)num=wn2for kos=kosi den=1 2*kos*wn wn2 mag,pha,w1=bode(num,den,w) subplot(2,1,1) hold on semilogx(w1,mag) subplot(2,1,2) hold on semilogx(w1,pha) end subplot(2,1,1) grid on title(Bode 图) xlabel(频率（rad/sec）) ylabel(增益 db) subplot(2,1,2) grid on xlabel(频率（rad/sec）) ylabel(相位 deg) hold off 执行后Bode图图1.3 不同阻尼系数的Bode图4、 建立Model文件，对I型三阶系统的动静态性能指标进行分析。系统开环传递函数：试对斜坡函数的响应与稳态误差进行分析。图1.4 三阶系统斜坡响应仿真结构图图1.5 三阶系统斜坡响