机械控制工程实验报告

试验一数学模型的Matlab描述一、实验目的=1\*GB3①掌握Malab中数学模型的三种表现形式=2\*GB3②掌握三种模型之间的转换方法=3\*GB3③掌握复杂传递函数的求取方法=4\*GB3④了解复杂系统表现形式及建模方法二、实验要求=1\*GB3①在Matlab中实现三种数学模型的描述=2\*GB3②实现三种数学模型之间的转换=3\*GB3③写出试验报告三、实验内容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：，，，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表示传递函数为的系统试验二利用Matlab分析时间响应实验目的=1\*GB3①掌握impulse函数、step函数和lsim函数的用法=2\*GB3②掌握利用三种函数求解系统的时间响应=3\*GB3③掌握Matlab中系统时域性能指标的求解方法=4\*GB3④了解simulink中系统动态模型的建立方法实验要求=1\*GB3①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\*GB3②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\*GB3③写出试验报告。实验内容（1）impulse函数、step函数和lsim函数的说明Impulse函数step函数lsim函数（2）求系统二阶系统的单位脉冲响应、单位阶跃响应、正弦（）响应。（3）求系统的时间响应有一位置随动系统，其方框图如上图，该系统的传递函数求系统在时间常数时的单位阶跃响应；（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分析频率特性实验目的=1\*GB3①掌握nyquist函数、bode函数的用法=2\*GB3②掌握nyquist图、bode图的绘制方法=3\*GB3③掌握Matlab中系统的频域特征量的求解方法二、实验要求=1\*GB3①用nyquist函数绘制系统的nyquist图。=2\*GB3②用bode函数绘制系统的bode图。=3\*GB3③用Matlab求系统的频域特征量。=4\*GB3④写出试验报告三、实验内容1、用Matlab绘制Nyquist图用Matlab绘制传递函数为的系统的Nyqist图。2、用Matlab绘制Bode图用Matlab绘制传递函数为的系统的bode图。3、用Matlab求系统的频域特征量对于传递函数为的系统，用bode函数求得不同频率下，系统得幅频特性，从而根据定义计算出系统的频域特征量。试验四利用Matlab分析系统稳定性一、实验目的=1\*GB3①掌握roots函数、margin函数的用法=2\*GB3②掌握Matlab中系统特征根的求解方法=3\*GB3③掌握Matlab中系统稳定性的判定方法二、实验要求=1\*GB3①用roots函数求解系统特征方程的特征根并判定系统的稳定性。=2\*GB3②用margin函数求出系统的幅值裕度、相位裕度、幅值穿越频率和相位穿越频率，并判定系统的相对稳定性。=3\*GB3③写出试验报告三、实验内容利用Matlab求系统的特征根（1）设系统的特征方程为用Matlab的roots函数求出系统的所有的特征根，从而判定系统是否稳定。（2）设系统特征方程为，试计算特征根并判别该系统的稳定性。利用Matlab分析系统的相对稳定性已知某系统开环传递函数为，试用Bode图法判断闭环系统的稳定性，并用阶跃响应曲线验证。已知控制系统的开环传递函数为应用margin函