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实验三 MATLAB仿真分析软件介绍一实验目的1 了解和熟悉matlab在自控原理的应用。二实验内容1熟悉和了解Matlab软件。2传递函数的Matlab实现。3用Matlab对典型环节（参见实验一）的阶跃响应进行仿真。4控制系统时域分析的matlab实现方法。三实验步骤1 在pc机上，打开Matlab软件，自行认识和熟悉并能简单应用。2. 传递函数模型调用函数的格式为Gtf(num,den),其中：num=,den=例：，在MATLAB命令窗口中可输入：num=1,5;den=1,2,3,4,5;G=tf(num,den)运行结果为:transfer function: s + 5-s4 + 2 s3 + 3 s2 + 4 s + 53.了解和熟悉Matlab后，按照实验一附录中各个典型环节的传递函数和参数，用Matlab中simulink建立模型后，点击运行按钮，进行仿真，观察其结果。 以实验一的积分环节为例进行说明，积分环节的传递函数为： ，于是，实验参数取R0100k，C1uF，R=10k。所以T=0.1，即传递函数为。打开MATlab软件，点击simulink按钮则打开一个名为simulink library browser窗口，选择Filenewmodel进行建立新的模型。在窗口左边栏里提供了建模所需要的。输入为阶跃信号，在sources中选择step信号源；在coutinuous中选择积分传函，并设置参数；输出选择用sinks中的模拟示波器scope。连接模型，数学模型如图13所示。运行并双击示波器节点观察输出结果。图13 积分环节阶跃响应的simulink仿真数学模型4. 控制系统时域分析例1 系统闭环特征方程为,试确定特征方程根在S平面的位置,并分别判断闭环稳定性。MATLAB语句为:d=1 20 9 100;r=roots(d)解为：r = -19.8005 -0.0997 + 2.2451i -0.0997 - 2.2451i特征方程的根全在s的左半平面，该系统是稳定的。例2 已知某单位反馈系统的开环传递函数为,求该系统的单位阶跃响应。MATLAB语句为:numg=1 1;deng=1 5 0;numh=1;denh=1;num,den=feedback(numg,deng,numh,denh); %求系统的闭环传递函数figure;step(num,den)grid on图14 单位阶跃响应图例3 已知二阶系统的传递函数为：，求时的阶跃响应。wn=5;w2=wn*wn;num=w2; figure;for zeta=0.5:0.5:2 den=1 2
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