自動(dòng)控制2 用MATLAB分析線性系統(tǒng)(一).doc

黃淮學(xué)院電子科學(xué)與工程系自動(dòng)控制原理課程驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱用MATLAB分析線性系統(tǒng)（一）實(shí)驗(yàn)時(shí)間2012年 10月25日學(xué)生姓名實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)同組人員專業(yè)班級(jí)1、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?）熟悉MATLAB實(shí)驗(yàn)環(huán)境，掌握MATLAB命令窗口的基本操作。2）掌握MATLAB建立控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的命令及模型相互轉(zhuǎn)換的方法。3）掌握使用MATLAB命令化簡模型基本連接的方法。4）學(xué)會(huì)使用Simulink模型結(jié)構(gòu)圖化簡復(fù)雜控制系統(tǒng)模型的方法。2、 實(shí)驗(yàn)主要儀器設(shè)備和材料：MATLAB軟件3、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和原理：1) 控制系統(tǒng)模型間的相互轉(zhuǎn)換num,den=zp2tf(z,p,k) z,p,k=tf2zp(num,den) r,p,k=residue(num,den) num,den=residue(r,p,k)部分分式展開式模型為 ，其中 是部分分式展開式的分子常數(shù)向量；是部分分式展開式的分母極點(diǎn)向量；是部分分式展開式的余數(shù)向量。若是系統(tǒng)有個(gè)相同極點(diǎn)（重根）時(shí) （）， 則展開式模型應(yīng)為。2）控制系統(tǒng)模型連接之后的等效傳遞函數(shù)(1）串聯(lián)連接。串聯(lián)等效的傳遞函數(shù)為各個(gè)中間串聯(lián)環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)的乘積，當(dāng)n個(gè)模型sys1,sys2,sysn串聯(lián)連接時(shí)，其等效的傳遞函數(shù)模型為： 或者使用函數(shù)series( )函數(shù)，其調(diào)用格式為：num,den=series(num1,den1,num2,den2)或sys=series(sys1,sys2),Tips：series( )函數(shù)只能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)模型的串聯(lián)，如果串聯(lián)模型多于兩個(gè)，則必須多次使用。(2）并聯(lián)連接。并聯(lián)等效模型為多個(gè)環(huán)節(jié)輸出的代數(shù)和（有加有減）。當(dāng)n個(gè)模型sys1,sys2,sysn并聯(lián)連接時(shí)，其等效的模型為：。也可以使用parallel( )函數(shù)，其調(diào)用格式為：num,den=parallel(num1,den1,num2,den2),Tips：parallel( )函數(shù)只能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)模型的串聯(lián)，如果并聯(lián)模型多于兩個(gè)，則必須多次使用。4、實(shí)驗(yàn)方法、步驟： 1）、已知系統(tǒng)傳遞函數(shù) 打開MATLAB軟件，并在其輸入：num=1 0 0 0;den=1 3;r,p,k=residue(num,den)2）、已知系統(tǒng)傳遞函數(shù)打開MATLAB軟件，并在其輸入：num=8 16 16;den=1 5 1 5 0 0;r,p,k=residue(num,den)5、 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄：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、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析：M=series(M1，M2)函數(shù)運(yùn)算效果M1*M2如下圖 +-+ v2 -| | +-+ | M2 |- y2 | |-| | u1 -| |y1 u2 +-+ | M1 | | |- z1 +-+M=parallel(M1,M2)函數(shù)運(yùn)算效果M1/M2效果如下 +-+ v1 -| |- z1 | M1 | u1 +-| |-+ y1 | +-+ | u -+ O- y | +-+ | u2 +-| |-+ y2 | M2 | v2 -| |- z2 +-+7、 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：通過該試驗(yàn)使我們熟悉了MATLAB實(shí)驗(yàn)環(huán)境，掌握MATLAB命令窗口的基本操作；掌握MATLAB建立控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的命令及模型相互轉(zhuǎn)換的方法；掌握使