机械控制工程基础试验课试验报告

本文格式为Word版，下载可任意编辑——机械控制工程基础试验课试验报告试验一数学模型的Matlab描述

一、试验目的

①把握Malab中数学模型的三种表现形式②把握三种模型之间的转换方法③把握繁杂传递函数的求取方法④了解繁杂系统表现形式及建模方法二、试验要求

①在Matlab中实现三种数学模型的描述②实现三种数学模型之间的转换③写出试验报告三、试验内容

Matlab中数学模型主要有三种形式：传递函数分子/分母多项式、传递函数零极点增益模型和状态空间模型。它们各有特点，有时需要在各种模型之间进行转换。（1）已知系统传递函数

2s?7G(s)?432s?2s?2s?5s?6

问题1:在Matlab中表示出该模型。问题2：将其转换成零极点增益型。

（2）已知系统的传递函数

sG(s)?(s?2)(s?1)2

问题1:在Matlab中表示出该模型。问题2：将其转换成状态空间型。

3、已知连续系统∑（A，B，C，D）的系数矩阵是：

?1??200?????A??041?B??0?，，

???1???004??C??110?，D?[0]

问题1:在Matlab中表示出该模型。问题2：将其转换成分子分母多项式型。4、用Matlab表示传递函数为

5(s2?s?1)G(s)?2(s?3s?1)(s3?6s2?5s?3)(s?2)

的系统

试验二利用Matlab分析时间响应

一、试验目的

①把握impulse函数、step函数和lsim函数的用法②把握利用三种函数求解系统的时间响应③把握Matlab中系统时域性能指标的求解方法④了解simulink中系统动态模型的建立方法

二、试验要求

①用impulse、step和lsim函数对线形连续系统的时间响应进行仿真计算。

②在对系统进行单位阶跃响应的基础上，求取系统时域性能指标。

③写出试验报告。

三、试验内容

（1）impulse函数、step函数和lsim函数的说明

Ｙ:实频特性X:虚频特性（仅用于状态空间模型可选）Sys：由tf、zpk、ss等建立的模型T：仿真时间区段（可选）Ｙ:实频特性X:虚频特性（仅用于状态空间模型可选）Sys：由tf、zpk、ss等建立的模型T：仿真时间区段（可选）[Y,X]?impulse(Sys,T)[Y,X]?step(Sys,T)Impulse函数step函数

Ｙ:实频特性X:虚频特性（仅用于状态空间模型可选）Sys：由tf、zpk、ss等建立的模型Ｕ：输入T：仿真时间区段（可选）[Y,X]?lsim(Sys,U,T)lsim函数

（2）求系统二阶系统?(s)?C(s)4?2的单位脉冲响应、单位R(s)s?2.4s?4阶跃响应、正弦（u?sin(2?t)）响应。（3）求系统的时间响应

Xi(s)??50s(0.05s?1)X0(s)1??s

有一位置随动系统，其方框图如上图，该系统的传递函数

50G(s)?20.05s?(1?50?)s?50

求系统在时间常数??0.025时的单位阶跃响应；（3）求系统的瞬态性能指标

在（2）中求出系统得单位阶跃响应后，求出系统的上升时间、峰值时间、最大超调量和调整时间等性能指标。

试验三利用Matlab分析频率特性

一、试验目的

①把握nyquist函数、bode函数的用法②把握nyquist图、bode图的绘制方法③把握Matlab中系统的频域特征量的求解方法二、试验要求

①用nyquist函数绘制系统的nyquist图。②用bode函数绘制系统的bode图。③用Matlab求系统的频域特征量。④写出试验报告

三、试验内容

1、用Matlab绘制Nyquist图

Re:实频特性Im:虚频特性W：频率范围（可选）Sy