MAT教程：编程、仿真及电子信息学科应用(第2版)习题答案 第7章

习题71.已知传递函数为：，试建立其Simulink模型。步骤1创建一个空白的Simulink模型窗口；步骤2将TransferFcn模块添加至空白窗口；步骤3设置相关参数如图7-59所示。步骤4得到如图7-60所示模型。图7-59参数设置7-60模型结构2.已知给定开环传递函数:，试观测其在单位阶跃作用下的单位负反馈系统的时域响应。步骤1创建一个空白的Simulink模型窗口，将所需模块添加至空白窗口并连接相关模块，构成所需的系统模型，如图7-61所示；步骤2设置相关参数。步骤3运行仿真，打开示波器，如图7-62所示。图7-61系统模型7-62输出波形3.利用Simulink，构建如图所示的系统，求系统在阶跃作用下的动态响应，并分析当比例系数K增大时系统动态响应的变化。步骤1创建一个空白的Simulink模型窗口，将所需模块添加至空白窗口并连接相关模块，构成所需的系统模型，如图7-63所示；步骤2设置相关参数。步骤3运行仿真，打开示波器，设置参数分别为0.1、0.2、0.5、1、10时仿真波形分别如图7-64、7-65、7-66、7-67、7-68所示。图7-63系统模型图7-64K=0.1时仿真波形图7-65K=0.2时仿真波形图7-66K=0.5时仿真波形图7-67K=1时仿真波形图7-68K=10时仿真波形4.利用Simulink，构建逻辑关系式：z=A∙创建一个空白的Simulink模型窗口，将所需模块添加至空白窗口并连接相关模块，构成所需的系统模型，如图7-69所示；图7-69逻辑关系模型结构5.考虑简单的线性微分方程试用Simulink搭建起系统的仿真模型，并绘制出仿真结果曲线。(2)若给定的微分方程变成时变线性微分方程，试用Simulink搭建起系统的仿真模型，并绘制出仿真结果曲线。(1)步骤1创建一个空白的Simulink模型窗口，将所需模块添加至空白窗口并连接相关模块，构成所需的系统模型，如图7-70所示；步骤2设置相关参数，其中Fcn模块参数设置如图7-71所示。步骤3运行仿真，打开示波器，仿真波形如图7-72所示。图7-70模型结构图7-71Fcn参数设置图7-72仿真波形(2)在上述系统模型窗口里添加相关模块并连线，构成如图7-73所示系统；运行仿真，打开示波器，仿真波形如图7-74所示。图7-73模型结构图7-74仿真波形6.下图为含有磁滞回环非线性环节的控制系统，利用Simulink求其阶跃响应曲线。步骤1创建一个空白的Simulink模型窗口，将所需模块添加至空白窗口并连接相关模块，构成所需的系统模型，如图7-75所示；步骤2设置相关参数。步骤3运行仿真，打开示波器，仿真波形如图7-76所示。图7-75模型结构图7-76仿真波形7.已知开环传递函数:。创建一个仿真系统，输入阶跃信号经过单位负反馈系统将信号送到示波器，修改仿真参数：solver为ode23，Stoptime为50，Maxstepsize为0.2。步骤1创建一个空白的Simulink模型窗口，将所需模块添加至空白窗口并连接相关模块，构成所需的系统模型，如图7-77所示；步骤2设置相关参数，如图7-78所示。步骤3运行仿真，打开示波器，仿真波形如图7-79所示。图7-77模型结构图7-78参数设置图7-79仿真波形8.已知开环传递函数:。创建一个仿真系统，当输入单位阶跃信号时，查看延迟时间对系统输出响应的影响。步骤1创建一个空白的Simulink模型窗口，将所需模块添加至空白窗口并连接相关模块，构成所需的系统模型，如图7-80所示；步骤2设置相关参数。步骤3运行仿真，打开示波器，当分别为1、5、10时仿真波形分别如图7-81、7-82、7-83所示。图7-80模型结构图7-81为1时波形图7-82为5时波形图7-83为10时波形9.创建一个仿真系统，用示波器同时显示两个信号：和。步骤1创建一个空白的Simulink模型窗口，将所需模块添加至空白窗口并连接相关模块，构成所需的系统模型，如图7-84所示；步骤2设置相关参数。步骤3运行仿真，打开示波器，仿真波形如图7-85所示。图7-84模型结构图7-85仿真波形10.已知控制系统的状态空间模型为，其中，，。编写S函数创建模型。步骤1生成并保存用户自定义S函数（命名为my-sfunction）；步骤2创建S-Function模块；下面生成自定义S函数（my_sfunction）function[sys,x0,str,ts]=my_sfunction(t,x,u,flag)%定义S函数A=[010;001;-1-1-3];B=[0;0;1];C=[110];D=0;switchflag,case0,[sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes(A,B,C,D);%初始化case1,sys=mdlDerivatives(t,x,u,A,B,C,D);%计算连续系统状态向量case2,sys=mdlUpdate(t,x,u);case3,sys=mdlOutputs(t,x,u,A,B,C,D);%计算系统输出case4,sys=mdlGetTimeOfNextVarHit(t,x,u);case9,sys=mdlTerminate(t,x,u);otherwiseerror(['Unhandledflag=',num2str(flag)]);endfunction[sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes(A,B,C,D);%初始化sizes=simsizes;sizes.NumContStates=2;%设置连续变量个数sizes.NumDiscStates=0;sizes.NumOutputs=1;%设置输出变量个数sizes.NumInputs=1;%设置输入变量个数sizes.DirFeedthrough=1;sizes.NumSampleTimes=1;sys=simsizes(sizes);x0=[0;0];%设置为零初始状态str=[];ts=[00];functionsys=mdlDerivatives(t,x,u,A,B,C,D);%计算连续系统状态向量sys=A*x+B*u;functionsys=mdlUpdate(t,x,u);sys=[];functionsys=mdl