控制系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、 某理工大學(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、專業(yè)、班學(xué)號某成績實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 名 稱指 導(dǎo) 教 師教 師 評 語教師簽名：年 月 日一、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、KVL；4、掌握用simulink模塊搭建電路并且進(jìn)行仿真。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容電路如圖1所示，該電路是一個(gè)分壓電路，已知，。試求恒壓源的電流和電壓

2、、。圖1三、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=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;I=Vs/(R1+R2)V1=I*R1V2=Vs-V1（2）M文件求解結(jié)果I=2V1=6V2=14五、用simulink進(jìn)行仿真建模（1）給出simulink下的電路建模圖（2）

3、給出simulink仿真的波形和數(shù)值電流I波形I=2A電壓U1波形,U1=6V電壓U2波形,U2=14V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。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MATLAB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)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)MATLAB軟件特點(diǎn)和算法流程框圖，利用MATLAB軟件進(jìn)行上機(jī)編程；4調(diào)試和完善MATLAB程序；5由編寫的程序根據(jù)實(shí)驗(yàn)

4、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，寫出程序源代碼，輸出計(jì)算結(jié)果：-2.15-1.000.011.022.033.2517.037.241.052.0317.0623.05四、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：+輸入k=1,nj=1nk=j?輸出x，y五、程序代碼function y=lagrange(x0,y0,x);x0=-2.15 -1.00 0.01 1.02 2.03 3.25;y0=17.03 7.24 1.05 2.03 17.06 23.05;x=

5、0.6n=length(x0);m=length(x); for i=1:m z=x(i); s=0.0; for k=1:n p=1.0; for j=1:n if j=k p=p*(z-x0(j)/(x0(k)-x0(j); end end s=p*y0(k)+s; end y(i)=s; end六、計(jì)算結(jié)果=0.0201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的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

6、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MATLAB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)容電路如圖2所示，該電路是一個(gè)RLC電路，已知，。試求電感的電流和電容的電壓。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：function secord=zy3(t,y) US=200;L=0.000004;C=0.000004;R=1.5;secord=(-1/(R*C)*y(1)+(1/C)*y(2);(-1/

7、L)*y(1)+(US/L);然后在mand and window上輸入：然后在mand and window上輸入：clear;tspan=0,10; y0=0;0;tspan=0,0.0001;y0=0;0; t,yy=ode45(zy3,tspan,y0);plot(t,yy);xlabel(t);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)值六、結(jié)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對正弦穩(wěn)態(tài)電

8、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)及仿真一、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。二、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對正弦穩(wěn)態(tài)電路進(jìn)行建模分析。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，。試求各支路電流，并且繪制各支路電流的時(shí)間曲線。圖3四、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)

9、果R1=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*XC;U=-IS;IS;US1;US2;US2;I=RUUR=I(1)*R1UC=-j*XC*I(5)w=314;t=0:0.001:0.1;I1=abs(I(1)*sin(w*t+angle(I(1);I2=abs(I(2)*sin(w*t+angle(I(2);I3=abs(I(3)*sin(w*t+angle(I(3);I4=abs(I(4)*sin(w*t+angle(I(4);I5=abs(I(5)*sin(w*t+angle(I(5);UR1=abs(UR)*sin(w*t+angle(UR);UC1=abs(UC)*sin(w*t+angle(UC);plot(t,I1,t,I2,t,I3,t,I4,t,I5,t,UR1,t,UC1)五、用simulink進(jìn)行仿真建模（1）給出simulin