控制系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、v1.0可編輯可修改昆明理工大學(xué)電力工程學(xué)院學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)課程名稱：控制系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)開課實(shí)驗(yàn)室：計(jì)算中心2082015年6月16日年級(jí)、專業(yè)、班學(xué)號(hào)姓名成績實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱指導(dǎo)教師教師 評(píng) 語教師簽名：年 月曰一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)原理三、使用儀器、材料四、實(shí)驗(yàn)步驟五、實(shí)驗(yàn)過程原始記錄（數(shù)據(jù)、圖表、計(jì)算等）六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析實(shí)驗(yàn)一電路的建模與仿真一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了 解 KCL KVL原理；2、掌握建立矩陣并編寫M文件；3、調(diào)試M文件，驗(yàn)證KCL KVL4、掌握用simulink模塊搭建電路并且進(jìn)行仿真。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容RiVi電路如圖1所示，該電路是一個(gè)分壓電路，已知 Ri 3 ， R2 7 ，Vs

2、20V。試求恒 壓源的電流I和電壓Vi、V2。+Vs Q三、列寫電路方程(1) 用歐姆定律求出電流和電壓(2) 通過KCL和 KVL求解電流和電壓(1) I二Vs/(R1+R2)=2A , V1= I*R1 =6V , V2=I*R2=14V(2) I*R1+I*R2-Vs=0 , V1=I*R1 , V2=I*R2 ,= I=2A,V1=6V,V2=14V.四、編寫M文件進(jìn)行電路求解(1) M文件源程序(2) M文件求解結(jié)果(1) M文件源程序R1=3;R2=7;Vs=20;匸Vs/(R1+R2)V1=I*R1V2=Vs-V1(2) M文件求解結(jié)果I=2V1=6V2=14 Kl=3;R2=7

3、;7s=2C； I=W (R1+R2)1=M172=Ve-VlVI =6V2 =N五、用simulink進(jìn)行仿真建模(1) 給出simulink 下的電路建模圖(2) 給出simulink仿真的波形和數(shù)值電流I波形l=2A電壓U1波形,U仁6V電壓U2波形,U2=14V1 4i1 J.H11111111111111111II0134&7&910六、結(jié)果比較與分析根據(jù)M文件編程輸入到matlab中，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果一致18實(shí)驗(yàn)二數(shù)值算法編程實(shí)現(xiàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆崭鞣N計(jì)算方法的基本原理，在計(jì)算機(jī)上利用MATLA完成算法程序的編寫拉格朗 日插值算法程序，利用編寫的算法程序進(jìn)行實(shí)例的運(yùn)算。二、實(shí)驗(yàn)

4、說明1 給出拉格朗日插值法計(jì)算數(shù)據(jù)表；2利用拉格朗日插值公式，編寫編程算法流程，畫出程序框圖，作為下述編程的依 據(jù)；3 根據(jù)MATLA軟件特點(diǎn)和算法流程框圖，利用 MATLA軟件進(jìn)行上機(jī)編程；4.調(diào)試和完善MATLA程序；5由編寫的程序根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求得到實(shí)驗(yàn)計(jì)算的結(jié)果。三、實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)上機(jī)編寫拉格朗日插值算法的程序，并以下面給出的函數(shù)表為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，在整個(gè)插值區(qū)間上采用拉格朗日插值法計(jì)算f(0.6)，寫出程序源代碼，輸出計(jì)算結(jié)果:Xf(x)四、拉格朗日插值算法公式及流程框圖N=5,則使用六點(diǎn)插值公式:L5(x)yo(x Xi )( x X2)(X(XoXi )( XoX2 )( XoX3)(X X

5、4)(X X5)X3)(Xo X4 )( Xo X5)(x x o )( x(Xi X o )( XiX2 )( xX2 )( XiX 3 )( X X 4 )( X X 5 )X3 )( Xi X4 )( Xi X5 )(X Xo)( X Xi )( X X3 )( X X4 )( X X5 )(X2 Xo )( X2Xi )( X2 X3 )( X2X4)( X2 X5)/(xXo )( xXi )(XX2)(XX4 )( XX5)y 3(X3Xo )( X3Xi )(X3X2 )( X 3X4 )(X3X5)(XXo)( xXi )(XX2（XX3 )( XX5)y 4(X4Xo )(

6、X4Xi )(X4X2 )( X 4X3 )(X 4X5)(XXo )( XXi )(XX2)(XX3)( XX4 )y 5(X5Xo )( X5Xi )(X5X2 )( X 5X3)(X5X4)Xo2.15Xi1.ooX2O.OiX3i.O2X42.O3X53.25 X O.6yo17.03yi7.24y2i.O5y 3203y4i7.O6y523.O5五、程序代碼fun cti on y=lagra nge(xO,yO,x);x0=；y0=；x=n=len gth(xO);m=le ngth(x);for i=1:mz=x(i);s=；for k=1: nP=;for j=1: nif j

7、=kp=p*(z-xO(j)/(xO(k)-xO(j);endends=p*yO(k)+s;endy(i)=s;endUJrQQ衛(wèi)-arg”-1fund icti lagrangeCxOyO, x：),A2 -z0=-2. 15 -LOO 0.011.C22. 033.25:3 -y0=17.03 7.241.052.0317.023.051.4 -x0h 65 n=lenglli(it0)；G -nv=length(K);7 -for i=l! nt3 -eG);9 -s=Q. 0;10 -for k=I;n11 -jflo；12 -for i=l:ri if j=k13 -14 -pp*

8、(z-kOCj)/ (xO(k)-xO (j);16 -encl15 -end1?-s=P*yO(k)+s;is -end19 -yti)=fl;20 -endVCokblsuelcI TinduOV2UU 丄 U ILCJL paiKt； LI Lt? 1 丄丄巴誥 U： JHaiAldU1 L UUUUX.丄上 LK &UI；諄 JLdELK %_UU LN JSUIL. k);? Undefined function or variable ? x0?. x0= 2* 15-1. CIO 0. 011.022. 033. 25;y0=17.03 7.241.052,0317.0523閘；

9、x= 0. 60.6000K -c.eouu0.0201六、計(jì)算結(jié)果f (0.6)=實(shí)驗(yàn)三動(dòng)態(tài)電路的建模及仿真一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解動(dòng)態(tài)電路的理論，掌握動(dòng)態(tài)電路建模的基本原理；2熟悉MATLAB勺Simulink模塊，并掌握使用模塊搭建過程。二、實(shí)驗(yàn)說明電力系統(tǒng)是一個(gè)大規(guī)模、時(shí)變的復(fù)雜系統(tǒng)，主要由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電 等環(huán)節(jié)組成，在國民經(jīng)濟(jì)中占有非常重要的作用。動(dòng)態(tài)過程是電力系統(tǒng)中的存在的常態(tài) 結(jié)構(gòu)形式，為了更好的理解動(dòng)態(tài)過程的理論，掌握動(dòng)態(tài)過程的物理本質(zhì)，本實(shí)驗(yàn)利用 MATLA搭建一個(gè)包含RLC元件的簡單動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，采用編程和數(shù)值模型仿真的方法分別進(jìn) 行分析計(jì)算，得出計(jì)算結(jié)果。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

10、電路如圖2所示，該電路是一個(gè) RLC電路，已知Vs 200V， L 4 10 6(H )，C 4 106(F)，R 1.5 。試求電感的電流Il和電容的電壓Uc。Il74L丄R+C 十 be n IVsQ圖2四、編寫M文件進(jìn)行電路求解(1) M文件源程序(2) M文件求解結(jié)果由基爾霍夫定律分析得:dUc1dtRCdh1 UdtLCUsUcISfunction secord=zy3(t,y)US=200;L=;C=;R=;secord=(-1/(R*C)*y(1)+(1/C)*y(2);(-1/L)*y(1)+(US/L);然后在 comma nd and window 上輸入:然后在 comm

11、a nd and window 上輸入:clear;tspa n=0,10;y0=0;0;tspa n=0,;y0=0;0;t,yy=ode45(zy3,tspa n,y0);plot(t,yy);xlabel(t);ile dit 曲ise-rt Jock fjesktop 理icdcwv 屮羽 J d口到口五、用simulink進(jìn)行仿真建模(1) 給出simulink 下的電路建模圖(2) 給出simulink仿真的波形和數(shù)值嚴(yán)1 EditS-mnilaSon pEat肝 pD 號(hào)日令i. -. 7 | - - | -鮎 zZl 甜已由曲*E3ns 申twtotvMipoweffdi六、結(jié)

12、果比較與分析在使用MATLAB解決正弦穩(wěn)態(tài)電路的時(shí)候一般可以采用歐拉公式法和相量法兩種思路進(jìn)行理論分析計(jì)算。掌握 SIMULINK建模的方法，使用 SIMULINK對(duì)正弦穩(wěn)態(tài)電路進(jìn)行建模分析。實(shí)驗(yàn)四正弦穩(wěn)態(tài)電路的設(shè)計(jì)及仿真、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握正弦穩(wěn)態(tài)電路分析的方法;2、并掌握使用模塊搭建過程。實(shí)驗(yàn)說明電力系統(tǒng)在正弦穩(wěn)態(tài)電源的激勵(lì)下會(huì)在整個(gè)系統(tǒng)中產(chǎn)生正弦穩(wěn)態(tài)的響應(yīng)，一般在對(duì) 正弦穩(wěn)態(tài)電路進(jìn)行分析的時(shí)候采用相量法進(jìn)行分析。 在使用MATLAB軍決正弦穩(wěn)態(tài)電路的 時(shí)候一般可以采用歐拉公式法和相量法兩種思路進(jìn)行理論分析計(jì)算。掌握SIMULINK建模的方法，使用SIMULINK對(duì)正弦穩(wěn)態(tài)電路進(jìn)行建模分析。

13、v1.0可編輯可修改t=0:;20三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容電路如圖3所示，該電路是一個(gè)正弦穩(wěn)態(tài)電路，已知 R1 R2 R3 5 ，Xl 2，Xc 3，US1 15 0o(V)，? ?US2 5 0(V)，IS 3 0(A)。試求各支路電流，并且繪制各支路電流的時(shí)間曲線。CDisUS1i2f VALi1R1四、編寫M文件進(jìn)行電路求解(1) M文件源程序(2) M文件求解結(jié)果i3R2i4US2i5R1=5;R2=5;R3=5;XL=2;XC=3;US1=15;US2=5;IS=3;R=1 1 1 0 0;0 0 -1 1 1;R1 -j*XL 0 0 0;R1 0 -R2 -R3 0;0 0 0 -R3 -j

14、*XC;U=-IS;IS;US1;US2;US2;I=RUUR=I(1)*R1UC=-j*XC*I(5)w=314;v1.0可編輯可修改I1=abs(l(1)*si n(w*t+a ngle(l(1);I2=abs(l(2)*si n(w*t+a ngle(l(2);I3=abs(l(3)*si n(w*t+a ngle(l(3);I4=abs(l(4)*si n(w*t+a ngle(l(4);I5=abs(l(5)*si n(w*t+a ngle(l(5);UR1=abs(UR)*si n(w*t+a ngle(UR);UC1=abs(UC)*si n(w*t+a ngle(UC); pl

15、ot(t,l1,t,l2,t,l3,t,l4,t,l5,t,UR1,t,UC1)r 耳_h*r - qpq 7_0 vi na 4-h -ev24五、用 simulink(1) 給出 simulink(2) 給出 simulink進(jìn)行仿真建模下的電路建模圖仿真的波形和數(shù)值File Edit View Simulatioin Format Tools HelpD Gf Q 為唔塾1二 喚三J哥岀也 耳凰血 藝RpArtvShoqp1|SkSeries RLC 6ra r*2S-efFCEikincr*AC VIIq9 S也心 1Current eaiLkemerSAC Cufrei Sarse&ce2r * u 0 Q i兩 e Scwfoe (j)Contfliuoiis-oI kDuplayU常射IJ T&C90&SvIil RLC剛&sep* umnt MeBSurerrKrsSpowefjuiIHiWrvW%5: IC=3 ;USl=l-5:US25:IS=3;2- 滄1 L I 0 Q;0 0 -1 1 I;Hl -3-XL 0 C 00 -F2 -希 010 0 0 -R3 -j-KC:3U=-IS ESUSi IJS2 US2i4-IsJtX5-Ufc=