南昌大学《MATLAB与控制系统仿真》实验报告

1、am?验报实验课程:MATLAB与控制系统仿真名:学 号:专业班级:2016年6月实验一MATLAB勺环境与基本运算（一）实验MATLAB勺环境与基本运算（二）实验三MATLAB语言的程序设计实验四MATLAB勺图形绘制实验五基于SIMULINK的系统仿真实验六控制系统的频域与时域分析实验七控制系统PID校正器设计法实验八线性方程组求解及函数求极值实验一 MATLAB的环境与基本运算（一）、实验目的1. 熟悉MATLAB开发环境2. 掌握矩阵、变量、表达式的各种基本运算1. 熟悉MATLAB环境：MATLAB桌面和命令窗口、命令历史窗口、帮助信息浏览器、工作空间浏览器、文件和搜索路 径浏览器。

2、2. 掌握MATLAB常用命令表1 MATLAB常用命令cic1清除命令窗口中内容clear清除工作空间中变量hel p对所选函数的功能、调用格式及相关函数给出说明lookfor查找具有某种功能的函数但却不知道该函数的准确名称3. MATLAB变量与运算符3. 1变量命名规则3. 2 MATLAB的各种常用运算符表2 MATLAB算术运算符操作符功能说明操作符功能说明+加矩阵左除-减.数组左除*矩阵乘/矩阵右除*数组乘./数组右除A矩阵乘方1矩阵转置A数组乘方1数组转置表3 MATLAB关系运算符操作符功能说明=等于=不等于>大于<小于>=大于等于<=小于等于表4 MA

3、TLAB逻辑运算符逻辑运算符逻辑运算说明&And逻辑与|Or逻辑或Not逻辑非Xor逻辑异或表5 MATLAB 特殊运算符号功能说明示例符号功能说明示例:1:1:4;1:2:11.;分隔行,分隔列()%注释构成向量、矩阵!调用操作系统命令构成单元数组=用于赋值4. MATLAB的一维、二维数组的寻访表6子数组访问与赋值常用的相关指令格式描令功能数爼/中F指定盲，指定列之元幸评|成的子数敎纵中F指定行对应的所有列之尤素爼成的了数蛆StM J屮f指定列村应的所有frZ兀素组或的子散殂-4(0数纠£中各列元素首尾相辻组成的耳一飨畏列尸子数ill"一绯长勿子数组中的弟个元幸

4、A(w=Sa数组.4中厂指定疔.指爲列Z兀素组成的子数组的赋值数细全此索赋值，保持A的行宽.列不銮.A. D两纽兀索总合应相冋三、主要仪器设备及耗材计算机四、实验内容1新建一个文件夹（自己的名字命名，在机器的最后一个盘符）2. 启动MATLAB，将该文件夹添加到 MATLAB路径管理器中。3 .学习使用help命令。4 .窗口命令closeclose allclchold onhold off了解其功能和作用，观察 comma nd wi ndow、comma nd history和works pace等窗口的变化结果。5.工作空间管理命令whowhosclear6 随机生成一个2 X 6的矩

5、阵，写出实现矩阵左旋（以第1行第1列为中心逆时针）90。或右旋（顺时针)90°的命令。(先左右翻转，上下翻转，在左旋90°)左旋:rot90(a);右旋：rot90(flipud(fliplr(a)7.求高阶方程的的根，求高阶多项式的值。&创建一个二维数组 A (4 X 8)。查询数组A第2行、第3列的元素；查询数组 A第2行的所有元素； 查询数组A第6列的所有元素；查询数组A按列拉长形成新的数组 B ;查询数组A按行拉长形成新的数 组C。B : B=A(:)C: B=A 'D=B(:);C=D '查询数组A按列拉长形成新的数组 查询数组A按行拉长形

6、成新的数组五、实验程序及结果HUHELP, by i-tself. lists all corrcaponda to a directoryHELP/ Ixal Q.a C r xpt i onof all Opcr-at ora and apeci al ch 芷 mCtci:_刻录2、启动MATLAB，将该文件夹添加到 MATLAB路径管理器中。palh(pathj J;" niat lab* )path学习使用help命令。help huLpHElP DisplayIp t cxi in Comai护d Windowvcinacy help topics. Each pr lA

7、rary topic name on the MATLABPAriLFUH displ 33 q. dascri ption of and syrvt aK for tVig f'urLc+ ion FDH_FUN ie in jikuLtiple directories on the MATLAB pxathj HELP displaysHELPurbaninfocnation abut the first FUW found on th* path*HILP PAlHEAKt/l-UW dxsplaya Kelpthe fuJlctxon tUfJ an t h& PAlU

8、tJAMtd-Xf ect ery Use this ssTit 岂i 1 o ee± help £ or overloaded fuTLct lonS.descript .on -for the HDLf> D«ccEiptzoTX. If Sxnulinlc1 h* . mdl #3et flnsion.HELP MODELMAKE. MDL dxsplays th#MDDELMAME ic d.*fin4d zn Modtl PropertiesIS inst all#d you da not »d to spttilyKtLP Dir. d

9、u splays a br:i ef descrxpt xon offlirorjr DTIi, DTK can tp a ralatix/a par+ial paThmam(WTipn thPTP 15： also a fiinrr ion rail pri UTR and Th* fupct1on ar* proviPARTTAT FATH' .Th* rtir*cTorye ach f UTLct zlotiin the HAT LAEHFI Phplp for hflTTi窗口命令closeclose allC<jmmncdndllew to MTI AB llPt厂h

10、this VMpg. g刊f Emnw. or rGnrinp StfTfcI. >>rj rv 住 FCLO ST Cl OE* 'fieur*- eXOSh <H) closes th# window vith hancLLs H.eXOSkj br xl: se±£j C1 oses tfie Cur rent f a gui e wxrLdo v.CLOSE -nojuc 匚Icscs +hc naiKcd vindo*,C103F rtLL elosis al 1 tbe op便n fitui亡 windows- CLOSE ALL HI

11、EDEN cl oses hlddiii wlndovs as wall.S lAIUS = CIOSE i,. * , ) returns I xi' tHe sp ecn.'f led viTidows were tlos&d ajid 0 btherviee.cic>> tielDCLCCLCclcCl r cfintnisnd uri ndnw.clsar Ihe conuitand vindov and hoTX«Q th« cumor*SeculSQ hojiL.尺卢fwfpnciin H>r bro”尽irdoc cl

12、chold onhold off>> lldlu holdHOLD Hold CLirr exit sx aytiHOLD CH holds "thu currerrt plot artd all axis piopert i c s eo tliat subsequent e匸aphine cffiaMonds odd. to the c*i5tine eraph*HOLD OFF Let ulus to the d?£BLilt aode whereby PLOI cojunands r匚鼻s« the previoua plots and rea

13、ct all axi.3 pcoper-ties before drawi-rtg ritw plots.does ri<?+0壬：£=匚七0X15 aut oraji-g ine pcop c rt ic 5.HOLDj by Lt 5e 1-f J t oseIcS tLie h&ld. S七邑七HOLDHOLDtKatJ. xne s"t ¥_L e.ALL ho Ida -th* pl*t and th* current color and linoD-tyl« aosubsequent plot t me coiwartis pi

14、.丄 n&l rew乜七 t As eoIoE and.HOLD (AX, " * » ) xppiHes th.# coFunand to the Axes -object AJLALgor ithm note,IJOLD CM 三 s七 s the Neact Pl ct p r op & r + y af the curTent figuTe and 耳zes -to " add.-.HOI P OFF Enf c TjiP WfxT P 1 nT pmpprfy of Thi riiTfinrr rttps Tn "r*DlNC*

15、"5、工作空间管理命令who>> H红p vhoWHO List car rent variables.WHO 11 sis th色 variables in the- current torkspac.In a. nested fimclion, variables are grouped into those rn the nested function and those in each of the containing functicns- ¥H0 displays only tHt van all les nain.e Sj not the f un

16、ct ion to which each varziable belongs, For this informationj us-? WHDS. In n-sstsd functions anl in fund ions c onl airu-ng nested fuiict ions, even unassign 已 d vaizLables ar* listed-whos» help imhosIHOS List current variables, long form.冊05 IS a long form of WHO, It list s all the variables

17、in the cur rent work 晳pac* -toget her with inf or mat ion. at out their size, byt 吏 e, claes, etc.clear>> help clearCLEAE Clear variibl#s and ftinctions frojhCLEAFi rejicves al 1 variables from the vdrlcspace.CLEAR VARIABLES does the same thingCLEAR (j LOE AL removes all global variables.CLEAR

18、 FUITCIIOITS xenoves all compiled K- and KEZ-iuncticns.CLEAR AIL reroves all variables globalSj functions and JIES Links.CLEAR ALL at tke comjnand prompt also removes t h.e Java p acV ages ijiport list-3、程序如下：%随机生成一个2X6的矩阵a=ra nd(2,6)%左旋90度a1=rot90(a)%右旋90度a2=rot90(fli pud(fli pla)%创建一个二维数组 A (4 X 8

19、 )。查询数组A第2行、第3列的元素；查询数组 A第 2行的所有元素； %查询数组A第6列的所有元素；查询数组 A按列拉长形成新的数组B;查询数组A按行拉长形成新的数组CA=1 2 3 4 5 6 7 8;9 10 11 12 13 14 15 16; 17 18 19 20 21 22 23 24;25 2627 28 29 30 31 32 ;A1=A(2,3)A2=A(2,:)A3=A(:,6)B=A(:)B1=A'D=B1(:);C=D'求高阶方程的的根，求高阶多项式的值。0 1S91 + 1 56510 1691 - 1 5&-i 1 轴1 + 0 «

20、;47i -L J8S1 Q «前1» £&=p*lvvU fD -64六、实验总结通过第一次做实验，熟悉了一些的基本功能。掌握矩阵、变量、表达式的各种基 本运算，让自己感觉到了 MATLAB能的强大，因此我们必须学习使用这个软件，让它 更好的为我们服务。实验二MATLAB的环境与基本运算（二）、实验目的1. 熟悉MATLAB开发环境2. 掌握矩阵、变量、表达式的各种基本运算1. MATLAB的基本运算表1两种运算指令形式和实质内涵的异同表指令含义含义A.'非共轨转？E共埶£转買把标5赋给入的每个冗索计B标帚、分别与B兀秦2科5-DjB-

21、5标帚S分别与B元素2.差5卢A标量S分别与A元素之枳5*A标帚s分别与A毎个元 素之积jUJVe标景；分别粧R的尤盍阶S*inA(B>R阡的建垂EA/ nA的毎个斤韦自乘n次A"4阵曲方陆，n乘n次A 11对A齐丘幸分别求非幣麹幕Xp方阵A的非黠数乘方A+B对陶元素相帕AB申阵相加AB对应兀素相減AB竝阡ffl減A/B村闷兀素柑乘A*B内维相同矩阡柑乘A.BA的元素别3的村脱冗索除,VBA右除BB. A与1牺同BAA圧除B以自然数十为底.*卜别以八的尤索为 指S.求第eipin(A)A的址阵指数两数吨对A的各元素求时数login(A)A的矩龄对数層数对百的各尤点求平方根sq

22、rtin(A>A的矩阵平方税两数2. MA TLAB的常用函数表2数纽生成芮数含义指令才义产生刈劑形数如（对高绒彳、込曲ra nd产生匀习分布随机数狙1eve产i单碰黄组（对哥谁不适托）rn Hdn产i王态分布ffi机数殂lOflLC产土魔方敎组（对高第不S托）*16产卞全0数组ours产生全1数组返回措宦矩阵的行数扣列S«3数俎揀ffffi数指哼含文tin習提1乩对苗线元索，或生成对角阵dip 11 cl以坡俎平中找“畑脉轴.吃唤上下对稀位置上的数址X套fliplr以数俎"垂S屮坡“为於称轴-交换i島对称fes上的数爼尤塞reshape在总儿索S不变的前提卜改变猥俎

23、的“行数、列數“矩阵腔时tl桃转皿度det方阵的行列式位L'fink矩阵的秩三、实验内容，参照表1写出所有由2个数组参与的合法1 .设有 3个二维数组 A (2X 4), B (2X 4), C (2 X 2) 的数组运算和矩阵指令及结果。2. 学习使用表2列出的常用函数。3. 学习使用表3列出的数组操作函数。4. 生成下列矩阵，并取出方框内的数组元素45T6141512202425I 2310 aII 121316 1721 £2 23四、主要仪器设备及耗材计算机五、实验程序及结果实验程序：%1、设有3个二维数组A (2 X 4 ), B (2 X 4) , C ( 2 X

24、 2)，参照表1写出所有由2个数组参与的合法 的数组运算和矩阵指令及结果。A=1 2 3 4;5 6 7 8;B=9 10 11 12;13 14 15 16;C=17 18;19 20;s=30;n=5;p=1.2;A.'A=ss+Bs-BB-ss.*As./BB./sA.rnA.ApA+BA-BA.*BA. /BB. A exp(A) log(A) sqrt(A)A' s*A s*inv(C)A nA pA*B A/B BA expm(A) logm(A) sqrtm(A) diag(C) eye(4) magic(5) ones(5) ones(4,5) rand(6)

25、rand(6,2) randn(3) randn(3,6) zeros(5) zeros(3,7) size(C) rot90(B) det(C) rank(C) %4、生成一个指定的矩阵，并按要求取出其中的数组元素2310|98|1121316171S2122234T14192456152025方法一D=1:5;10:-1:6;11:15;16:20;21:25D(2,2:3)D(2:4,4)D(4:5,1:3)方法二>>A=1,2,3,4,5;10,9,8,7,6;11,12,13,14,15;16,17,18,19,20A =1 234510987611 1213141516

26、17181920>> A(2,2:3)ans =98>> A(2:4,4)ans =71419>> A(4:5,1:3)ans=162117221823实验总结在第一次实验的基础上，自己这次实验要相对上一次比较顺利，一些 基本功能也能更好的掌握，但是对matlab这个软件的强大功能还不能很好的应 用，因此我要加强对该软件的学习，让它更好的处理各个学科的知识，总而言之， 这次实验的收获还是比较大的。实验三MATLAB语言的程序设计、实验目的1熟悉 MATLAB 程序编辑与设计环境 2掌握各种编程语句语法规则及程序设计方法 3函数文件的编写和设计 4了解和熟悉跨

27、空间变量传递和赋值二、实验基本原理1 程序流程控制语句 for 循环结构 语法： 语句1for i =初值：增量：终值说明：语句 nend1. i =初值：终值，则增量为1。2初值、增量、终值可正可负，可以是整数，也可以是小数，只须符合数学逻辑。 while 循环结构语法： while 逻辑表达式循环体语句end说明：（1） while结构依据逻辑表达式的值判断是否执行循环体语勾。若表达式的值为真，执行循 环体语句一次、在反复执行时，每次都要进行判断。若表达式的值为假，则程序执行 之后的语句。（2）为了避免因逻辑上的失误， 而陷入死循环，建议在循环体语句的适当位置加 break语句、 以便程序

28、能正常执行。 （执行循环体的次数不确定； 每一次执行循环体后， 一定会改变 while 后面所跟关系式的值。）（3）while循环也可以嵌套、其结构如下：while 逻辑表达式 1 循环体语句 1while 逻辑表达式 2循环体语句 2endend循环体语句 3endif-else-e nd分支结构if 表达式 1语句 1else if 表达式 2（可选 ）语句 2else（可选）语句 3end end 说明：（ 1） 结构。（ 2） （ 3）if结构是一个条件分支语句，若满足表达式的条件，则往下执行；若不满足，则跳出ifelse if表达式2与else为可选项，这两条语句可依据具体情况取舍。

29、 注意：每一个if都对应一个end,即有几个if,记就应有几个end。switch-case 结构语法： switch 表达式case常量表达式1语句组 1case常量表达式2语句组 2otherwise语句组 n end说明：（1）switch后面的表达式可以是任何类型，如数字、字符串等。（2）当表达式的值与case后面常量表达式的值相等时，就执行这个case后面的语句组如果所有的常量表达式的值都与这个表达式的值不相等时，则执行otherwise后的执行语句。程序流程控制指令break、 return 、 pause函数定义行（ function ）H1行（函数帮助文本的第一行）函数帮助文本

30、 函数体 注释2. 函数文件的结构和编写方法 函数只能在函数体内对变量进行操作,也就是只能访问函数本身工作空间中的变量。 M函数文件的结构（1）（ 2）（ 3）（ 4）（5）MATLAB 自身的函数文件编写后,保存时,其文件名必须与函数名相同。注意：函数名不要与 函数命令相同。三、主要仪器设备及耗材计算机 四、实验内容练习A1 熟悉 MATLAB 程序编辑与设计环境2 .用for循环语句实现求1100的和3 .用for循环语句实现编写一个求阶乘 n!的函数文件4. 设y=3,5,7,9,11,16,21,23,25,27,将y向量中属于能整除3的元素传递给向量z。（使用函数rem求余数 ）。n

31、7.已知数组 A=2,4,6,8,10, B=4,9,6,7,4, 求 AiBn i 1,其中 n=5。i1五、实验程序及结果程序如下：%用 for循环语句实现求1100的和sum=0;for i=1:100sum=sum+i;endsum结果为： sum =5050%用 for 循环语句实现编写一个求阶乘 n! 的函数文件 function f=factor(n)f=1; for i=1:nf=f*i;End运行结果为： f=factor(10)3628800%设 y=3,5,7,9,11,16,21,23,25,27函数 rem 求余数 )y=3,5,7,9,11,16,21,23,25,

32、27; z=;for i=1:10，将y向量中属于能整除3的元素传递给向量 z。(使用a=rem(y(i),3);if a=0 z=z,y(i);endendz结果为： z =39 2127%已知数组 A=2,4,6,8,10，B=4,9,6,7,4,n求 AiBn i 1,其中 n=5。i1A=2,4,6,8,10;B=4,9,6,7,4;n=5;sum=0;for i=1:5 a(i)=A(i)*B(n-i+1); sum=sum+a(i);end sum 结果为：sum =184六、实验总结在前两次实验的基础上， 掌握了基本的操作， 这次实验进一步加深了对软件功能的 探索，让自己熟悉 M

33、ATLAB 程序编辑与设计环境，掌握编程语句语法规则及程序设计 方法、函数文件的编写和设计， 了解和熟悉跨空间变量传递和赋值。 让自己掌握了基本 的编程方法，受益匪浅。实验四MATLAB的图形绘制、实验目的1学习 MATLAB 图形绘制的基本方法；2熟悉和了解 MATLAB 图形绘制程序编辑的基本指令；3熟悉掌握利用 MATLAB 图形编辑窗口编辑和修改图形界面，并添加图形的各种标注；4. 掌握plot、sub plot的指令格式和语法。二、实验基本原理1基本的绘图命令 plot(x,y,)2 .建立图形窗口命令 figure (1) ; figure (2);；figure(n)打开不同的图

34、形窗口，以便绘制不 同的图形。3. grid on ：在所画出的图形坐标中加入栅格grid off ：除去图形坐标中的栅格。4. hold on ：把当前图形保持在屏幕上不变，同时允许在这个坐标内绘制另外一个图形。hold off :使新图覆盖旧的图形。5. axis 设定轴的范围axis (xmin xmax ymin ymax ) 设定 x车由与y轴的最大、最小坐标。axis( equal '将x坐标轴和y坐标轴的单位刻度大小调整为一样。6. 文字标示text(x,y, 字符'串 ') 在图形的指定坐标位置 (x,y) 处，标示单引号括起来的字符串。gtext( 字

35、符串 ')利用鼠标在图形的任意位置标示字符串。title( 字符串 ')在所画图形的最上端显示说明该图形标题的字符串。xlabel( 字符串'， ylabel( 字符串 ')设置x, y坐标轴的名称。输入特殊的文字需要用反斜杠( )开头7. sub plot (m , n, k)：分割图形显示窗口，在同一个窗口中显示多个图形。m :上下分割个数n：左右分割个数k:子图编号& semilogx :绘制以x轴为对数坐标(以10为底)，y轴为线性坐标的半对数坐标图形。 semilogy ：绘制以 y 轴为对数坐标(以 10 为底)， x 轴为线性坐标的半对数坐

36、标图形。三、主要仪器设备及耗材计算机 四、实验内容1绘制下列曲线，要求尽可能多地使用二中所列命令。3.x2rSint y=sin(t)sin(9t) r costx1y Xye23 y22. 绘制二阶系统阶跃响应，综合演示图形标识。clf;t=6* pi*(0:100)/100;y=1-ex p(-0.3*t).*cos(0.7*t);tt=t(fi nd(abs(y-1)>0.05);ts=max(tt);p lot(t,y,'r-','L in eWidth',3)axis(-i nf,6* pi,0.6,i nf)set(gca,'Xtick

37、',2* pi,4* pi,6* pi,'Ytick',0.95,1,1.05,max(y) grid ontitle('it y = 1 - 3 -al phatcosomegat')text(13.5,1.2,'fo ntsize12al pha=03)text(13.5,1.1,'fo ntsize12omega=0.7')hold on;p lot(ts,0.95,'bo','MarkerSize',10);hold offcell_stri ng1='fo ntsize12u pa

38、rrow'cell_string2='fontsize16 fontname隶书镇定时间;cell_stri ng3='fo ntsize6'cell_str in g4='fo ntsize14rmt_s = ' num2str(ts);text(ts,0.85,cell_stri ng)xlabel('fo ntsize14 bft rightarrow')ylabel('fo ntsize14 bfy rightarrow')五、实验程序及结果1绘制下列曲线,要求尽可能多地使用二中所列命令。%绘制下列曲线 s

39、ub plot(2,2,1); x=-5:0.1:5; y=x-x.A3/3; Plot(x,y);title( xlabel( ylabel( grid'图形1''x')；'y');on）；sub plot(2,2,2); x=-5:0.1:5;y=1/2/pi*ex 卩区人2/2); Plot(x,y);title( xlabel( ylabel( grid'图形2');'x')；'y');onx3Xe-2r Sint y=sin(t)sin(9t)r costsub plot(2,2,3);t

40、=li nsp ace(0,2* pi,10000); r=2;x=r*si n(t); y=r*cos(t); plot(x,y);title( xlabel( ylabel( axis( grid'图形3');'x');'y');'equal' )onsub plot(2,2,4);t=li nsp ace(0,2* pi,10000);y=si n( t).*si n(9*t); plot(t,y);title( xlabel( ylabel( grid'图形4');'t');'y&#

41、39;);on图形1y5图形3y图形42. 绘制二阶系统阶跃响应，综合演示图形标识。7六、实验总结这次实验掌握了 MATLAB图形绘制的基本方法，熟悉和了解 MATLAB图形绘 制程序编辑的基本指令，利用 MATLAB图形编辑窗口编辑和修改图形界面，并添加图 形的各种标注，掌握P lot、sub plot的指令格式和语法。让自己对软件的拓展范围加大， 自己的使用更加顺利，收获很大。实验五基于SIMULINK的系统仿真、实验目的1、熟悉SIMULINK 工作环境及特点2、掌握线性系统仿真常用基本模块的用法3、掌握SIMULINK 的建模与仿真方法4、子系统的创建和封装设计二、实验基本原理1、了解

42、SIMULINK模块库中各子模块基本功能2、SIMULINK的建模与仿真方法(1)打开模块库，找出相应的模块。鼠标左键点击相应模块，拖拽到模型窗口中即可。创建子系统：当模型大而复杂时，可创建子系统。设置仿真控制参数。实验程序及结果1、SIMULINK仿真实际应用T2=0.0880.3秒后在扰(1) 在Simuli nk集成环境下建立模型，在给定信号作用点处输入单位给定阶跃响应信号， 动信号点输入单位阶跃响应信号。并绘制相应的响应曲线(2) 计算仿真结果的超调量、上升时间、调节时间、稳态误差。设计PID调节器替代图中的比例积分调节器，调节Kp,Ti,Td，用使系统满足超调量15%,上升时间0.3

43、s，调节时间0.4s的要求。(4)要求对加入的PID控制器封装成一个模块使用。100304020rUT11r-rII+-111rIII114r 1 匕h -F11 r 11-1'11L' ilg rIrr r r r-!1111111p hI111Jr111L p1IXI:1卜 F 彳 <11L JLJ1111hL11,U fc * u 1,I+1111 IT p n pF111111111?*1PILLP hF1111III1I1卜V 卜 FTI1 J 、111111111rh1 hI11XPHJ.1111.' r p .III114r ( 1 r r+T r

44、r 111:111 111LPLhLrIII11I11IIIpJ14 b 4111111111111 *1LL J bB 1 斗 L r1I111IJ1J r H 4 4 4p+Trti='匚I11I1JiPID调节器Outl9封装模块10OaSubsystem 1应用PID调节器后2、用Simulink对以下系统进行仿真y(t)2u(t) t8u(t) t3030其中u(t)为系统输入,y(t)为系统输出，仿真当输入为正弦信号时，输出的信号的波形，仿真时间 0<=0t<=100。3、在滑艇的运行过程中，滑艇主要受到如下作用力的控制：滑艇自身的牵引力F,滑艇受到的水的阻力f

45、。其中水的阻力 f2u u，u为滑艇的运动速度。由运动学的相关定理可知，整个滑艇系统的动力学方程为:u 1Fm(u2u)其中，m为滑艇的质量。假设滑艇的质量为1000kg，建立此系统的Simulink模型并进行分析。1(1?nnnRn7nRflATinn由仿真曲线可知，滑艇在牵引力F （值为1000）的作用下，在经过 80s左右的时间后，速度由 0上升并稳定在33km/h。四、实验总结这个实验让我熟悉SIMULINK工作环境及特点，掌握线性系统仿真常用基本模块的用法，熟悉SIMULINK的建模与仿真方法以及子系统的创建和封装设计.这个实验也 体现了 MATLAB途比较广泛，因此我们必须学会使用

46、MATLAB这样才能更有益于我们的 学习。实验六 控制系统的频域与时域分析、实验目的1、掌握控制系统数学模型的基本描述方法和相互转化2、了解控制系统的稳定性分析方法3、掌握控制系统频域与时域分析基本方法1、系统数学模型的几种表示方法series。函数：系统串联实现。parallel。函数：系统并联实现。2、在MATLA工具箱中，提供了子系统的连接处理函数:1)2)3) feedback。函数：系统反馈连接。3、控制系统根轨迹绘制1) rlocfind():计算给定根的根轨迹增益2) rIocusO函数：功能为求系统根轨迹。4、控制系统频域分析基本方法1) Bode图：bode()函数2) Ny

47、quist 图：nyquist()函数3) 稳定裕度计算：margin()函数5、线性系统时间响应分析1) step()函数-求系统阶跃响应2) impulse()函数：求取系统的脉冲响应3) lsim()函数：求系统的任意输入下的仿真三、实验程序及结果下列传递函数模型，并转化成其他的数学模型M + 二心 J -I拓 S + <丿< A十+ 5)4 A - 2' -V, -rO1厂O i-1 2(2 -+ IM占 + 2>V_q_01. (1)传递函数以及传递函数转化为零极点形式0ftT>i-4teQnv(l 2, (1 6 6b；i »n= coiw

48、 ( 1 0) ««nir (iL I J, <<mv ( 1 1 , coiivl(tl|l, 1 , (1 3 £0)>> prhht*yi恤M, 4tiL)nun/ dcA =4 1*3 + 32 I 2 * T2 1 * 48F MT? * 1 ailZi 0 04朋-1-1, oooe <- o. oKOh *1 otno * 0 oodol 7 0000-4 T3212 gOOQ-1 36利传递函数转化为状空表达式» ABC fli|=i£2ssUu6,C -L =E =-ST 4-3iY4 F17-5

49、01Q 0 eq 左 龙 购100'00000n010lOi0000010000_r0DI-00010Q00Da00100000a0010传递函数以及传递函数转化为零极点形式yy tiuin=4 12；注？庐£ 2 5 ； prints/ ItnXLiw/dn fl 1 - 21*2 1- 2 I + S>)2 P K«t£2ip Gnu*,-1 oow-t 00002 OOOGj2 0000Jo.sooo传递函数转化为状空表达式ABC D=t£2ss few, den)-5-2(3)传递函数以及传递函数转化为零极点形式nuni=Cl -j*xiFco»vC2£) , ntxt dMi)iLUn/=0-£ 000(1*0 50000 5000£ 5*2 + & s + 2 » t F Kl=t££ip (aw,