Matlab仿真实训

运动控制系统仿真 学院：电气与控制工程学院 班级： 自动化1201 姓名： 任佩立 学号： 1206050127 实验一：控制系统的模型与转换1.请将下面的传递函数模型输入到matlab环境。在Matlab指令输入窗口输入如下指令: s=tf(s); G=(s3+4*s+2)/(s3*(s2+2)*(s2+1)3+2*s+5) 图1-1-1 函数G输入结果，T=0.1s在Matlab指令输入窗口输入如下指令: z=tf(z);H=(z2+0.658)/(z-1)*(z2-0.2*z+0.99) 图1-1-2 函数H化为一般形式在Matlab指令输入窗口输入如下指令: num=1 0 0.658; den=1 -1.2 1.19 -0.99; H=tf(num,den,Ts,0.1) 图1-2 函数H输出结果2.请将下面的零极点模型输入到matlab环境。请求出上述模型的零极点，并绘制其位置在Matlab指令输入窗口输入如下指令: P=0;0;-5;-6;i;-i;Z=-1-i;-1+i; G=zpk(Z,P,8) 图1-2-1 函数G转化 输入指令： pzmap(G) 图1-2-2 函数G极零点分布图，T=0.05s输入指令： z=tf(z); H=(z-1+3.2)*(z-1+2.6)/(z-5*(z-1-8.2) 图1-2-3函数H转化（1） 输入指令： num=-8.32 -5.8 -1 0 0 0 0 0 0; den=8.2 -1 0 0; H=tf(num,den,Ts,0.05) 图1-2-4函数H转化（2） 输入指令： pzmap(H) 图1-2-5函数H极零点分布图3. 设描述系统时域行为的高阶微分方程为，试建立其状态空间模型并将其输入到matlab环境。输入指令： A=0 1 0;0 0 1;-5 -4 -13; B=0;0;1; C=1 0 0;0 0 0;0 0 0; D=0;0;0; G=ss(A,B,C,D) 1-3-1 方程在Matlab环境输出结果实验二：线性系统分析1.请分析下面传递函数模型的稳定性。输入指令： mun=1; den=1 2 1 2; G=tf(num,den); eig(G) 图2-1-1 输出结果如图2-1-1系统具有两个零实部根，其余根有负实部，系统临界稳定。 pzmap(G) 图2-1-2 函数G极零点分布图输入指令： mun=3 1;den=300 600 50 3 1; G=tf(num,den); eig(G) 图2-1-3输出结果如图2-1-3，系统有两个正实部跟，系统不稳定。 pzmap(G) 图2-1-4函数G极零点分布图2.请判定下面离散系统的稳定性输入指令： mun=-3 2;den=1 -0.2 -0.25 0.05; H=tf(num,den); eig(H) 图2-2-1输出结果如图2-2-1，系统有正根，所以不稳定 pzmap(H) 图2-2-2 函数H极零点分布图输入指令： z=tf(z); H=(2.12*z-2+11.76*z-1+15.91)/(z-5-7.368*z-4-20.15*z-3+102.4*z-2+80.39*z-1-340) 图2-2-3 函数H转化结果输入指令： mun=-15.91 -11.76 -2.12 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0;den=340 -80.39 -102.4 20.15 7.368 -1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0;H=tf(mun,den); eig(H) 图2-2-4输出结果如图2-2-4，系统具有一个正根，所以不稳定。 pzmap(H) 图2-2-5 函数H极零点分布图3.设描述系统的传递函数为假定系统具有零初始状态，请求出单位阶跃响应曲线和单位脉冲响应曲线。输入指令： num=18 514 5982 36380 122664 222088 185760 40320; den=1 36 546 4536 22449 67284 118124 109584 40320; G=tf(num,den); step(G) 图2-3-1 输入指令 图2-3-2 函数G阶跃响应曲线 impulse(G) 2-3-3 函数G脉冲响应曲线 实验三：线性系统Simulink仿真应用1 请分析下面传递函数模型阶跃响应。 在simulink界面画出框图如下： 图3-1-1 函数G模型 图3-1-2 函数G阶跃响应曲线 2 请分析下面离散系统的脉冲响应。 在simulink界面画出G的模型： 图3-2-1函数G模型 图3-2-2函数G脉冲响应曲线3 对离散采样系统进行分析，并求出其阶跃响应。 其中：建立模型： 图3-3-1离散系统模型 图3-3-1离散系统阶跃响应曲线4 设计控制器，使得下列系统稳定。 未校正之前系统模型： 图3-4-1 未校正前系统模型 图3-4-2 未校正前响应曲线 图3-4-2 校正后系统模型 图3-4-2 校正后响应曲线 实验四：电力电子SIMULINK仿真1. 单相半波可控整流电路仿真（电阻性负载） 图4-1-1单向半波整流电路（阻性负载）原理图 在simulink界面建立模型： 图4-1-2整流电路模型（阻性负载） 图4-1-3 触发角为60时的波形（阻性负载）2.单向半波可控整流电流仿真（阻感性负载） 图4-2-1 图4-1-1单向半波整流电路（阻感性负载）原理图在simulink界面建立仿真模型如下： 图4-2-2整流电路模型（阻感性负载） 图4-2-3 触发角为60时的波形（阻感性负载）总结体会本次运动控制系统仿真实训，主要应用的软件是Matlab。实训分成四个部分，循序渐进，我掌握了将函数输入Matlab界面；运用Matlab求出函数极零点，分析系统的稳定性，绘制系统的极零点分布图；求系统的阶跃响应和脉冲响应曲线。利用simulink建模，分析系统的在输入不同信