自动控制2 用MATLAB分析线性系统(一).doc

黄淮学院电子科学与工程系自动控制原理课程验证性实验报告实验名称用MATLAB分析线性系统（一）实验时间2012年 10月25日学生姓名实验地点同组人员专业班级1、 实验目的1）熟悉MATLAB实验环境，掌握MATLAB命令窗口的基本操作。2）掌握MATLAB建立控制系统数学模型的命令及模型相互转换的方法。3）掌握使用MATLAB命令化简模型基本连接的方法。4）学会使用Simulink模型结构图化简复杂控制系统模型的方法。2、 实验主要仪器设备和材料：MATLAB软件3、 实验内容和原理：1) 控制系统模型间的相互转换num,den=zp2tf(z,p,k) z,p,k=tf2zp(num,den) r,p,k=residue(num,den) num,den=residue(r,p,k)部分分式展开式模型为 ，其中 是部分分式展开式的分子常数向量；是部分分式展开式的分母极点向量；是部分分式展开式的余数向量。若是系统有个相同极点（重根）时 （）， 则展开式模型应为。2）控制系统模型连接之后的等效传递函数(1）串联连接。串联等效的传递函数为各个中间串联环节的传递函数的乘积，当n个模型sys1,sys2,sysn串联连接时，其等效的传递函数模型为： 或者使用函数series( )函数，其调用格式为：num,den=series(num1,den1,num2,den2)或sys=series(sys1,sys2),Tips：series( )函数只能实现两个模型的串联，如果串联模型多于两个，则必须多次使用。(2）并联连接。并联等效模型为多个环节输出的代数和（有加有减）。当n个模型sys1,sys2,sysn并联连接时，其等效的模型为：。也可以使用parallel( )函数，其调用格式为：num,den=parallel(num1,den1,num2,den2),Tips：parallel( )函数只能实现两个模型的串联，如果并联模型多于两个，则必须多次使用。4、实验方法、步骤： 1）、已知系统传递函数 打开MATLAB软件，并在其输入：num=1 0 0 0;den=1 3;r,p,k=residue(num,den)2）、已知系统传递函数打开MATLAB软件，并在其输入：num=8 16 16;den=1 5 1 5 0 0;r,p,k=residue(num,den)5、 实验现象、实验数据记录：6、1）、Transfer function:num=1 0 0 0;den=1 3;r,p,k=residue(num,den)r = -27p = -3k =1 -3 9 2）、Transfer function: num=8 16 16;den=1 5 1 5 0 0;r,p,k=residue(num,den)r = 0.2092 -1.3846 + 1.0769i -1.3846 - 1.0769i 2.5600 3.2000 p = -5.0000 0.0000 + 1.0000i 0.0000 - 1.0000i 0 0 k = 6、实验现象、实验数据的分析：M=series(M1，M2)函数运算效果M1*M2如下图 +-+ v2 -| | +-+ | M2 |- y2 | |-| | u1 -| |y1 u2 +-+ | M1 | | |- z1 +-+M=parallel(M1,M2)函数运算效果M1/M2效果如下 +-+ v1 -| |- z1 | M1 | u1 +-| |-+ y1 | +-+ | u -+ O- y | +-+ | u2 +-| |-+ y2 | M2 | v2 -| |- z2 +-+7、 实验结论：通过该试验使我们熟悉了MATLAB实验环境，掌握MATLAB命令窗口的基本操作；掌握MATLAB建立控制系统数学模型的命令及模型相互转换的方法；掌握使