自動(dòng)控制原理matlab_simulink自控實(shí)驗(yàn)作業(yè)范云飛

1、實(shí)驗(yàn)概述：【實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙蟆勘静糠值哪康脑谟趯W(xué)習(xí)matlab中有關(guān)simulink的正確使用及其應(yīng)用，包括：simulink的基本使用、模型的建立、模型的復(fù)制剪切粘貼、命名等、線的基本使用、子系統(tǒng)的建立、屬性的設(shè)置、參數(shù)的設(shè)置與應(yīng)用、simulink仿真運(yùn)行參數(shù)的設(shè)置等。通過(guò)該實(shí)驗(yàn)，要求能夠做到不查參考書(shū)，能熟練編寫基本的simulink應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1 建立如圖1所示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的Simulink模型，并用示波器(Scope)觀測(cè)其單位階躍和斜坡響應(yīng)曲線。輸入信號(hào)為階躍信號(hào)：圖 1輸入信號(hào)為單位斜坡信號(hào)：2 建立如圖2所示PID控制系統(tǒng)的Simulink模型，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行單位階躍響應(yīng)仿真，用pl

2、ot函數(shù)繪制出響應(yīng)曲線。其中10，3，2。要求PID部分用subsystem實(shí)現(xiàn)，參數(shù)、通過(guò)subsystem參數(shù)輸入來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖 2 plot(aa(:,1),aa(:,2)3 建立如圖3所示控制系統(tǒng)的Simulink模型，并用示波器(Scope)觀測(cè)其單位階躍響應(yīng)曲線。圖3 4 圖4所示為彈簧質(zhì)量阻尼器機(jī)械位移系統(tǒng)。請(qǐng)建立此動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的Simulink仿真模型，然后分析系統(tǒng)在外力F(t)作用下的系統(tǒng)響應(yīng)(即質(zhì)量塊的位移y(t)。其中質(zhì)量塊質(zhì)量m=5kg，阻尼器的阻尼系數(shù)f=0.5，彈簧的彈性系數(shù)K5；并且質(zhì)量塊的初始位移與初始速度均為0。說(shuō)明：外力F(t)由用戶自己定義，目的是使用戶對(duì)系統(tǒng)在不

3、同作用下的性能有更多的了解。圖4彈簧質(zhì)量阻尼器機(jī)械位移系統(tǒng)示意圖提示：(1)首先根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律建立系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)方程，如下式所示： (2)由于質(zhì)量塊的位移未知，故在建立系統(tǒng)模型時(shí)使用積分模塊Integrator對(duì)位移的微分進(jìn)行積分以獲得位移，且積分器初估值均為0。為建立系統(tǒng)模型將系統(tǒng)動(dòng)態(tài)方程轉(zhuǎn)化為如下的形式：然后以此式為核心建立系統(tǒng)模型。得到階躍、速度、加速度、正弦四種信號(hào)作用下的示波器顯示結(jié)果輸出。拉氏變換后：輸入信號(hào)為階躍信號(hào)：輸入信號(hào)為速度信號(hào)：輸入信號(hào)為加速度信號(hào)：輸入信號(hào)為正弦信號(hào)：【小結(jié)】初步學(xué)會(huì)了如何用simulink進(jìn)行系統(tǒng)響應(yīng)的仿真，遇到不會(huì)的地方通過(guò)查書(shū)和上網(wǎng)搜索基本明白，對(duì)課本上學(xué)到的東西理解更加深刻。正確的建立模型很重要。說(shuō)明：1、