-Matlab-Simulink-仿真实验

1、 、实验目的：1学习系统数学模型的多种表达方法，并会用函数相互转换。2学习模型串并联及反馈连接后的系统传递函数。3.掌握系统BODE图，根轨迹图及奈奎斯特曲线的绘制方法。并利用其对系统进行分析。4掌握系统时域仿真的方法，并利用其对系统进行分析。二、预习要求：借阅相关Matlab/Simulink参考书，熟悉能解决题目问题的相关Matlab函数三、实验内容：1已知H（s）=0.05s+1(0.2s+l)(0.1s+1)求H（s）的零极点表达式和状态空间表达式。答：(1)零极点表达式num=0.051;den=conv(0.21,0.11);sys1=tf(num,den)sys2=zpk(sys

2、1)sys1=0.05s+10.02sA2+0.3s+1%零极点表达式Continuous-timetransferfunctionsys2=2.5(s+20)(s+10)(s+5)Continuous-timezero/pole/gainmodel：状态空间表达式：den=0.02,0.3,1;num=0,0.05,1;den=0.02,0.3,1;A,B,C,D=tf2ss(num,den)A=-155010B=10C=2.500050.0000D=02已知H1(s)=s+5s(s+1)(s+2)1)求两模型串联后的系统传递函数答：m1=1,5;n1=conv(1,conv(1,1,1,2

3、);m2=1;n2=1,1;m,n=series(m1,n1,m2,n2)G=tf(m,n)m=0015n=1452G=s+5%两模型串联后的系统传递函数H(s)=H1(s)*H2(s)sA3+4sA2+5s+2(2)求两模型并联后的系统传递函数。答：m1=1,5;n1=conv(1,conv(1,1,1,2);m2=1;n2=1,1;m,n=parallel(m1,n1,m2,n2)G=tf(m,n)m=0297n=1452G=2sA2+9s+7%两模型并联后的系统传递函数H(s)=H1(s)+H2(s)sA3+4sA2+5s+2(3)求两模型在负反馈连接下的系统传递函数。答：m1=1,5;

4、n1=conv(1,conv(1,1,1,2);m2=1;n2=1,1;m,n=feedback(m1,n1,m2,n2,-1)G=tf(m,n)m=0165n=1467G=sA2+6s+5%两模型在负反馈连接下的系统传递函数sA3+4sA2+6s+73作出上题中(1)的BODE图，并求出幅值裕度与相位裕度。答：num=0,0,0,1,5;den=1,7,11,5,0;w=logspace(-1,2);bode(num,den)g,p,wg,wp=margin(num,den)幅值裕度g=2.0000相位裕度p=21.3877相角频率wg=1.0000截止频率wp=0.6823Bode图100

5、BrdeDay-stri1CI_?ni?ioiuioFrewjenc?fradJsQ4给定系统开环传递函数为G(s)二，绘制系统的根轨迹图与奈(s+2)(s2+2s+5)奎斯特曲线，并求出系统稳定时的增益K的范围。答：代码num=0,0,0,l;den=l,4,9,10;w=logspace(-1,2);nyquist(num,den)nyquist(num,den),gridonrlocus(num,den)根轨迹图RootLocusjbu_6se-(3)奈奎斯特曲线根轨迹曲线（标记处为K的临界值）从图中得出K的临界值为24.5。即当增益K25.7时，系统稳定。5、对内容4中的系统，当K=10和40时，分别作出闭环系统的阶跃响应曲线，要求用Simulink实现。答：K=10K=40(3)实验结论由图中可以看出：K=10时，曲线收敛，系统趋于稳定；K=40时，曲线发散，系统不稳定。四、实验总结在本次实验中，通过对MATLAB实验，对课程中有些不理解的内容进一步加深了印