系統(tǒng)仿真報告一.docx

1、實驗一經(jīng)典的連續(xù)系統(tǒng)仿真建模方法一實驗?zāi)康牧私夂驼莆绽梅抡婕夹g(shù)對控制系統(tǒng)進行分析的原理和步驟。1. 掌握機理分析建模方法。2. 深入理解一階常微分方程組數(shù)值積分解法的原理和程序結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)用Matlab編寫數(shù)值積分法仿真程序。3. 掌握和理解四階Runge-Kutta法，加深理解仿真步長與算法穩(wěn)定性的關(guān)系。二實驗內(nèi)容編寫四階Runge.Kutta公式的計算程序，對非線性模型3）式進行仿真。1）將閥位增大10%和減小10%,觀察響應(yīng)曲線的形狀；2）研究仿真步長對穩(wěn)定性的影響，仿真步長取多大時RK4算法變得不穩(wěn)定？利用MATLAB中的ode45（）函數(shù)進行求解，比較與中的仿真結(jié)果有何區(qū)別。1. 編

2、寫四階Runge.Kutta公式的計算程序，對線性狀態(tài)方程18）式進行仿真1）將閥位增大10%和減小10%,觀察響應(yīng)曲線的形狀；2）研究仿真步長對穩(wěn)定性的影響，仿真步長取多大時RK4算法變得不穩(wěn)定？閥位增大10%和減小10%,利用MATLAB中的ode45（）函數(shù)進行求解階躍響應(yīng)，比較與1）中的仿真結(jié)果有何區(qū)別。三實驗代碼及結(jié)果編寫四階Runge.Kutta公式的計算程序，對非線性模型3)式進行仿真。functiondY=f(Y,u)%f函數(shù)k=0.2;Qd=0.15;A=2;al=0.20412;a2=0.21129;dY=zeros(2,l);dY(1)=1/A*(k*u+Qd-a1*sq

3、rt(Y(1)dY(2)=1/A*(a1*sqrt(Y(1)-a2*sqrt(Y(2)%RK4文件clccloseY=121.4，;u=0.45;Y=0.5;TT=;XX=;fori=l:Y:100kl=f(Y,u);k2=f(Y+Y*kl/2,u);k3=f(Y+Y*k2/2,u);k4=f(Y+Y*k3,u);Y=Y+Y*(k1+2*k2+2*k3+k4)/6;TT=TTi;XX=XXY;end;plot(TT,XX；-J)xlabel(x)ylabel(Y)仿真曲線如下1.55rH11.51.451.4H2H21.351.31.2520406080100120140160180200ti

4、me穩(wěn)態(tài)值Yl=1.2,Y2=1.4。u增大10%和減小10%之仿真曲線如下1.41.38H11.361.341.321.3H2H21.281.261.241.22了42CCC1C1CCC_200020406080100120140160180timetimetime可見步長越大越不穩(wěn)定采用ode45算法程序如下functiondY=f(Y,u)k=02;u=05;Qd=0.15;A=2;al=0.20412;a2=0.21129;dY=zeros(2,1);dY(l)=l/A*(k*u+Qd-al*sqrt(Y(1)dY(2)=l/A*(al*sqrt(Y(1)-a2*sqrt(Y(2)T,

5、Y=ode45(rffrlz200,1.2f1.4);%在命令窗口運行以下程序plot(T,Y(:,1),，,T,Y(:,2),1.41.38H11.361.341.32ZEZE1.3H21.281.261.241.22-c2002LEEEE:EEC_020406080100120140160180time仿真曲線與四階Runge_Kutta公式的計算一致編寫四階Runge.Kutta公式的計算程序，對線性狀態(tài)方程18)式進行仿真functiondY=f1(Y,u)函數(shù)k=02;Qd=0.00001;A=2;al=0.20412;a2=0.21129;Rl=2*sqrt(1.5)/al;R2=

6、2*sqrt(1.4)/a2;dY=zeros(2,1);dY(1)=k/A*u+l/A*Qd-l/(A*R1)*Y(1)dY(2)=1/(A*R1)*Y(1)-1/(A*R2)*Y(2)%RK4clccloseY=0.001,0.001;u=0.00001;Y=0.1;TT=;XX=;fori=l:Y:200kl=fl(Y,u);k2=fl(Y+Y*kl/2,u);k3=fl(Y+Y*k2/2,u);k4=fl(Y+Y*k3,u);Y=Y+Y*(kl+2*k2+2*k3+k4)/6;TT=TTi;XX=XXY;end;Yoldonplot(TT,XX(1,:),TT,XX(2,:);xlab

7、el(time)ylabel(1Y1)gtext(1Y11)gtext(TY21)Yoldon仿真曲線如下u增大10%和減小10%之仿真曲線如下H當(dāng)步長40時，曲線如下，可見步長越大越不穩(wěn)定采用ode45函數(shù)求解程序如下functiondY=f1(Y,u)k=0.2;Qd=O.00001;A=2;al=0.20412;a2=0.21129;Rl=2*sqrt(1.5)/al;R2=2*sqrt(1.4)/a2;dY=zeros(2,1);dY(1)=k/A*u+l/A*Qd-l/(A*R1)*Y(1)dY(2)=1/(A*R1)*Y(1)-1/(A*R2)*Y(2)T,Y=ode45(rf1,200,);plot(T,Y(:,1),，T,Y(:,2),一)仿真曲線與四階