matlab控制系统计算机仿真实验-完整版

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实验报告基于Matlab的控制系统仿真1

实验报告基于Matlab的控制系统仿真1

实验一 基于Matlab 的控制系统模型姓名 学号 班级机械一、实验目的1) 熟悉Matlab 的使用环境,学习Matlab 软件的使用方法和简单编程方法。

2) 学习使用Matlab 软件进行拉氏变换和拉式反变换的方法。

3) 学习使用Matlab 软件建立、转换连续系统数学模型的方法。

4) 学习使用Matlab 软件分析控制系统稳定性的方法。

二、实验原理1. 拉氏变换和反拉氏变换(1) 拉氏变换syms a w tf1=exp(-a*t)laplace(f1)f2=2laplace(f2)f3=t*exp(-a*t)laplace(f3)f4=sin(w*t)laplace(f4)f5=exp(-a*t)*cos(w*t)laplace t-t (f5)(2) 拉氏反变换syms s a wf 1=1/silaplace(f 1)f 2=1/(s+a)ilaplace(f 2)f 3=1/s^2ilaplace(f 3)f 4=w/(s^2+w^2)ilaplace(f 4)f 5=1/(s*(s+2)^2*(s+3))ilaplace(f 5)…2. 控制系统模型的建立和转化传递函数模型:112m 112+()+m m n n nb s b s b num G s den a s a s b --++==++…… 零极点增益模型:1212()()()()()()()m n s z s z s z G s k s p s p s p ---=--- (1) 建立系统传递函数模型22(1)()(2)(3)56s s s s G s s s s s ++==++++ num=[1,1,0]den=[1,5,6]Gs1=tf(num,den)(2) 建立系统的零极点模型z=[0,-1]p=[-2,-3]k=[1]Gs1=zpk(z,p,k)(3) 传递函数模型转化为零极点模型num=[1,1,0]den=[1,5,6]Gs1=tf(num,den)[z,p,k]=tf2zp(num,den)Gs2=zpk(z,p,k)(4) 零极点模型转化为传递函数模型z=[0,-1]p=[-2,-3]k=[1]Gs1=zpk(z,p,k)[num,den]=zp2tf(z',p',k)Gs2=tf(num,den)3. 用Matlab 进行传递函数部分分式展开5434321139+52s+26()1035+50s+241 2.530.5 1s+4s+3s+2s+1num s s s G s den s s s ++==++-=++++num=[1 11 39 52 26]den=[1 10 35 50 24][r,p,k]=residue(num,den)4. 连续系统稳定性分析已知传递函数,试求该系统的闭环极点并判断系统的稳定性。

MATLAB与控制系统仿真实验报告

MATLAB与控制系统仿真实验报告

MATLAB与控制系统仿真实验报告第一篇:MATLAB与控制系统仿真实验报告《MATLAB与控制系统仿真》实验报告2013-2014学年第 1 学期专业:班级:学号:姓名:实验三 MATLAB图形系统一、实验目的:1.掌握绘制二维图形的常用函数。

2.掌握绘制三维图形的常用函数。

3.熟悉利用图形对象进行绘图操作的方法。

4.掌握绘制图形的辅助操作。

二、实验原理:1,二维数据曲线图(1)绘制单根二维曲线plot(x,y);(2)绘制多根二维曲线plot(x,y)当x是向量,y是有一维与x同维的矩阵时,则绘制多根不同颜色的曲线。

当x,y是同维矩阵时,则以x,y对应列元素为横、纵坐标分别绘制曲线,曲线条数等于矩阵的列数。

(3)含有多个输入参数的plot函数plot(x1,y1,x2,y2,…,xn,yn)(4)具有两个纵坐标标度的图形plotyy(x1,y1,x2,y2)2,图形标注与坐标控制1)title(图形名称);2)xlabel(x轴说明)3)ylabel(y轴说明)4)text(x,y图形说明)5)legend(图例1,图例2,…)6)axis([xmin xmax ymin ymax zmin zmax])3, 图形窗口的分割 subplot(m,n,p)4,三维曲线plot3(x1,y1,z1,选项1,x2,y2,选项2,…,xn,yn,zn,选项n)5,三维曲面mesh(x,y,z,c)与surf(x,y,z,c)。

一般情况下,x,y,z是维数相同的矩阵。

X,y是网格坐标矩阵,z是网格点上的高度矩阵,c用于指定在不同高度下的颜色范围。

6,图像处理1)imread和imwrite函数这两个函数分别用于将图象文件读入matlab工作空间,以及将图象数据和色图数据一起写入一定格式的图象文件。

2)image和imagesc函数这两个函数用于图象显示。

为了保证图象的显示效果,一般还应使用colormap函数设置图象色图。

控制系统matlab仿真实验报告5

控制系统matlab仿真实验报告5

控制系统matlab仿真实验报告5实验内容:本实验主要学习控制系统中PI控制器的设计和仿真。

实验目的:1. 了解PI控制器的基本原理和控制算法;2. 学习控制系统建模的基本思路和方法;3. 通过matlab仿真实验掌握PI控制器的实现方法和调节技巧。

实验原理:PI控制器是一种比比例控制器更加完善的控制器,它是由比例控制器和积分控制器组成的复合控制器。

在控制器设计中,通常情况下采用PI控制器进行设计,因为PI控制器的设计参数比其他控制器更加简单,调整起来也更加方便。

PI控制器的输出信号u(t)可以表示为:u(t) = kP(e(t) + 1/Ti ∫e(τ)dτ)其中,kP是比例系数;Ti是积分时间常数;e(t)是控制系统的误差信号,表示偏差;∫e(τ)dτ是误差信号的积分项。

上式中,第一项kPe(t)是比例控制器的输出信号,它与偏差信号e(t)成比例关系,当偏差信号e(t)越大,则输出信号u(t)也越大;PI控制器的设计步骤如下:1. 根据控制系统的特性和要求,选择合适的控制对象,并进行建模;2. 选择比例系数kP和积分时间常数Ti,使系统具有良好的动态响应和稳态响应;3. 利用matlab仿真实验验证控制系统的性能,并进行参数调节和改进。

实验步骤:1. 控制对象的建模a. 选择一个适当的控制对象,例如在本实验中选择一个RC电路。

b. 根据控制对象的特性和运行原理,建立控制对象的数学模型,例如在本实验中建立RC电路的微分方程模型。

a. 根据控制对象的特性和要求,选择合适的比例系数kP和积分时间常数Ti,例如在本实验中选择kP=1和Ti=0.1。

b. 根据PI控制器的输出信号,设计控制系统的反馈环路,例如在本实验中选择负反馈控制系统。

a. 在matlab环境下,利用matlab的控制系统工具箱,建立控制系统的仿真模型。

b. 运行仿真程序,并观察控制系统的时间响应和频率响应特性。

实验结果:本实验利用matlab环境下的控制系统工具箱,建立了RC电路的PI控制系统,并进行了仿真实验。

MATLAB实验报告3-控制系统仿真

MATLAB实验报告3-控制系统仿真

MATLAB 实验报告3 控制系统仿真1、一个传递函数模型: )6()13()5(6)(22++++=s s s s s G 将该传递函数模型输入到MATLAB 工作空间。

num=6*[1,5];den=conv(conv([1,3,1],[1,3,1]),[1,6]);tf(num,den)2、 若反馈系统为更复杂的结构如图所示。

其中2450351024247)(234231+++++++=s s s s s s s s G ,s s s G 510)(2+=,101.01)(+=s s H 则闭环系统的传递函数可以由下面的MATLAB 命令得出:>> G1=tf([1,7,24,24],[1,10,35,50,24]);G2=tf([10,5],[1,0]);H=tf([1],[0.01,1]);G_a=feedback(G1*G2,H)得到结果:Transfer function:0.1 s^5 + 10.75 s^4 + 77.75 s^3 + 278.6 s^2 + 361.2 s + 120 -------------------------------------------------------------------- 0.01 s^6 + 1.1 s^5 + 20.35 s^4 + 110.5 s^3 + 325.2 s^2 + 384 s + 1203、设传递函数为:61166352)(2323++++++=s s s s s s s G 试求该传递函数的部分分式展开num=[2,5,3,6];den=[1,6,11,6];[r,p,k]=residue(num,den)图 复杂反馈系统4、给定单位负反馈系统的开环传递函数为:)7()1(10)(++=s s s s G 试画出伯德图。

利用以下MATLAB 程序,可以直接在屏幕上绘出伯德图如图20。

>> num=10*[1,1];den=[1,7,0];bode(num,den)5、已知三阶系统开环传递函数为:)232(27)(23+++=s s s s G画出系统的奈氏图,求出相应的幅值裕量和相位裕量,并求出闭环单位阶跃响应曲线。

matlab自控仿真实验报告

matlab自控仿真实验报告

目录实验一 MATLAB及仿真实验(控制系统的时域分析) (1)实验二 MATLAB及仿真实验(控制系统的根轨迹分析) (4)实验三 MATLAB及仿真实验(控制系统的频域分析) (7)实验一 MATLAB 及仿真实验(控制系统的时域分析)学习利用MATLAB 进行以下实验,要求熟练掌握实验内容中所用到的指令,并按内容要求完成实验。

一、实验目的学习利用MATLAB 进行控制系统时域分析,包括典型响应、判断系统稳定性和分析系统的动态特性; 二、预习要点1、 系统的典型响应有哪些?2、 如何判断系统稳定性?3、 系统的动态性能指标有哪些? 三、实验方法(一) 四种典型响应1、 阶跃响应:阶跃响应常用格式:1、)(sys step ;其中sys 可以为连续系统,也可为离散系统。

2、),(Tn sys step ;表示时间范围0---Tn 。

3、),(T sys step ;表示时间范围向量T 指定。

4、),(T sys step Y =;可详细了解某段时间的输入、输出情况。

2、 脉冲响应:脉冲函数在数学上的精确定义:0,0)(1)(0〉==⎰∞t x f dx x f其拉氏变换为:)()()()(1)(s G s f s G s Y s f ===所以脉冲响应即为传函的反拉氏变换。

脉冲响应函数常用格式: ① )(sys impulse ; ②);,();,(T sys impulse Tn sys impulse③ ),(T sys impulse Y =(二) 分析系统稳定性 有以下三种方法:1、 利用pzmap 绘制连续系统的零极点图;2、 利用tf2zp 求出系统零极点;3、 利用roots 求分母多项式的根来确定系统的极点 (三) 系统的动态特性分析Matlab 提供了求取连续系统的单位阶跃响应函数step 、单位脉冲响应函数impulse 、零输入响应函数initial 以及任意输入下的仿真函数lsim.四、实验内容 (一) 稳定性1. 系统传函为()27243645232345234+++++++++=s s s s s s s s s s G ,试判断其稳定性den=[1 3 4 2 7 2]; p=roots(den) 输出结果是:p =-1.7680 + 1.2673i -1.7680 - 1.2673i 0.4176 + 1.1130i 0.4176 - 1.1130i -0.2991有实部为正根,所以系统不稳定。

《MATLAB与控制系统仿真》实验报告

《MATLAB与控制系统仿真》实验报告

《MATLAB与控制系统仿真》实验报告一、实验目的本实验旨在通过MATLAB软件进行控制系统的仿真,并通过仿真结果分析控制系统的性能。

二、实验器材1.计算机2.MATLAB软件三、实验内容1.搭建控制系统模型在MATLAB软件中,通过使用控制系统工具箱,我们可以搭建不同类型的控制系统模型。

本实验中我们选择了一个简单的比例控制系统模型。

2.设定输入信号我们需要为控制系统提供输入信号进行仿真。

在MATLAB中,我们可以使用信号工具箱来产生不同类型的信号。

本实验中,我们选择了一个阶跃信号作为输入信号。

3.运行仿真通过设置模型参数、输入信号以及仿真时间等相关参数后,我们可以运行仿真。

MATLAB会根据系统模型和输入信号产生输出信号,并显示在仿真界面上。

4.分析控制系统性能根据仿真结果,我们可以对控制系统的性能进行分析。

常见的性能指标包括系统的稳态误差、超调量、响应时间等。

四、实验步骤1. 打开MATLAB软件,并在命令窗口中输入“controlSystemDesigner”命令,打开控制系统工具箱。

2.在控制系统工具箱中选择比例控制器模型,并设置相应的增益参数。

3.在信号工具箱中选择阶跃信号,并设置相应的幅值和起始时间。

4.在仿真界面中设置仿真时间,并点击运行按钮,开始仿真。

5.根据仿真结果,分析控制系统的性能指标,并记录下相应的数值,并根据数值进行分析和讨论。

五、实验结果与分析根据运行仿真获得的结果,我们可以得到控制系统的输出信号曲线。

通过观察输出信号的稳态值、超调量、响应时间等性能指标,我们可以对控制系统的性能进行分析和评价。

六、实验总结通过本次实验,我们学习了如何使用MATLAB软件进行控制系统仿真,并提取控制系统的性能指标。

通过实验,我们可以更加直观地理解控制系统的工作原理,为控制系统设计和分析提供了重要的工具和思路。

七、实验心得通过本次实验,我深刻理解了控制系统仿真的重要性和必要性。

MATLAB软件提供了强大的仿真工具和功能,能够帮助我们更好地理解和分析控制系统的性能。

matlab控制系统计算机仿真实验-完整版

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MALTAB 仿真实验指导书实验一实验题目:欧拉法&梯形法的MATLAB 实现实验目的:1.熟练掌握MATLAB 的使用方法2.牢记欧拉法、梯形法的计算过程3.熟悉欧拉法、梯形法以及实现二阶动态响应的程序编写 实验内容:已知被控对象的系数矩阵分别为A=[-5 -2 -1 -0.5;4 0 0 0;0 2 0 0;0 0 1 0 ]B=[1;0;0;0];C=[0 0 0.25 0.5];D=0;根据欧拉法、梯形法的递推公式,应用MATLAB 语言编写相应的仿真程实验要求:1.取计算步长65.0=h ,初值均为零,输入为阶跃信号,取25=u ,研究系统25秒的动态过程。

2.取计算步长01.0=h ,初值均为零,输入为阶跃信号,取25=u ,研究系统25秒的动态过程。

实验算法:欧拉法递推公式:),(1k k k k y t hf y y +=+梯形法的递推公式: )],(),([2),(011101++++++=+=k k k k k k k k k k y t f y t f h y y y t hf y y实验方法:利用所学过数值积分方法(欧拉法、梯形法),通过MATLAB 语言对给定的系统进行仿真实验步骤:1.了解并掌握基本数值积分的方法,即欧拉法、梯形法,并做比较,了解它们之间的联系与区别和优缺点,其中重点掌握梯形法。

2.通过给定的系统,利用欧拉法、梯形法编写相应MATLAB 语言,实现仿真,得出相应的仿真曲线。

3.比较仿真实验结果,并得出结论。

4.撰写实验报告。

实验程序:1.欧拉法A=[-5 -2 -1 -0.5;4 0 0 0;0 2 0 0;0 0 1 0];B=[1;0;0;0];C=[0 0 0.25 0.5];D=0;x0=[0;0;0;0];% x0为状态变量的初值,此处以列向量表示;u=25;% u为输入向量;t0=0;% t0为仿真时间的起始时刻;tf=15;% tf为仿真时间的结束时刻;h=0.65;% h=0.01 h为仿真时所取的仿真步长;m=(tf-t0)/h;[r,c]=size(A);for i=1:mfor j=1:rx(j)=x0(j)+h*(A(j,:)*x0+B(j,:)*u);endy(i)=C*x';x0=x';t(i)=i*h;endplot(t,y)grid ontitle('useEuler')2.梯形法A=[-5 -2 -1 -0.5;4 0 0 0;0 2 0 0;0 0 1 0];B=[1;0;0;0];C=[0 0 0.25 0.5];D=0;x0=[0;0;0;0];% x0为状态变量的初值,此处以列向量表示;u=25;% u为输入向量;t0=0;% t0为仿真时间的起始时刻;tf=15;% tf为仿真时间的结束时刻;h=0.65;% h=0.01 h为仿真时所取的仿真步长;m=(tf-t0)/h;[r,c]=size(A);for i=1:mfor j=1:rx(j)=x0(j)+h*(A(j,:)*x0+B(j,:)*u);endx1=x';for k=1:rxx(k)=x0(k)+0.5*h*((A(k,:)*x0+B(k,:)*u)+(A(k,:)*x1+B(k,:)*u)); endy(i)=C*xx';x0=xx';t(i)=i*h;endplot(t,y)grid ontitle('useLadder')实验报告要求:1.书写实验报告,其中包括实验题目,实验目的,实验内容,实验要求,实验思路,实验方法,实验步骤,实验程序等。

基于MATLAB控制系统仿真实验报告

基于MATLAB控制系统仿真实验报告

tf 4
y0

0 1
6、求出 G1(s)
2 (s2 2s 1) 与 G2 (s)
1 (2s3

3s2
1)
的单位阶跃响应,并分别
求出状态空间模型。
解:(1) G1(s) 2 (s2 2s 1) 的状态空间模型求解如下:
function shiyan2 b1=[2];
D(z)

0.62(1 0.136z 1)(1 0.183z (1 0.045z 1)(1 0.53z 1)
1 )
分别用仿真算法得到系统在单位阶跃输入作用下的响应,系统在单位速度输
入是的输出响应。
解:(1)首先将 W1(s)转换为 W1(z),采样周期 T=0.2s,程序清单如下: function shiyan42 num=[10];den=[0.005 0.15 1 0]; ts=0.2;[nc,dc]=c2dm(num,den,ts)
INTRO(注意:intro 为一个用 MATLAB 语言编写的幻灯片程序,主要演示
常用的 MATLAB 语句运行结果。)
然后,根据现实出来的幻灯片右面按钮进行操作,可按 START——NEXT—
—NEXT 按钮一步步运行,观察。
3、自编程序并完成上机编辑,调试,运行,存盘:
(1)用 MATLAB 命令完成矩阵的各种运算,例如:
5、利用 ode23 或 ode45 求解线性时不变系统微分方程 y(t) Ay(t) ,并绘制出 y(t)
曲线,式中
A

0.5

1
1 0.5
t t0 t 如下: function xdot=fun21(t,x) A=[-0.5 1;-1 -0.5]; xdot=A*x; function fzsy22 t0=0;tf=4;tol=1e-6; x0=[0;1];trace=1; [t,x]=ode23('fun21',t0,tf,x0,tol,trace); plot(t,x) 得到的实验结果如下图所示:
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MALTAB 仿真实验指导书实验一实验题目:欧拉法&梯形法的MATLAB 实现实验目的:1.熟练掌握MATLAB 的使用方法2.牢记欧拉法、梯形法的计算过程3.熟悉欧拉法、梯形法以及实现二阶动态响应的程序编写 实验内容:已知被控对象的系数矩阵分别为A=[-5 -2 -1 -0.5;4 0 0 0;0 2 0 0;0 0 1 0 ]B=[1;0;0;0];C=[0 0 0.25 0.5];D=0;根据欧拉法、梯形法的递推公式,应用MATLAB 语言编写相应的仿真程实验要求:1.取计算步长65.0=h ,初值均为零,输入为阶跃信号,取25=u ,研究系统25秒的动态过程。

2.取计算步长01.0=h ,初值均为零,输入为阶跃信号,取25=u ,研究系统25秒的动态过程。

实验算法:欧拉法递推公式:),(1k k k k y t hf y y +=+梯形法的递推公式: )],(),([2),(011101++++++=+=k k k k k k k k k k y t f y t f h y y y t hf y y实验方法:利用所学过数值积分方法(欧拉法、梯形法),通过MATLAB 语言对给定的系统进行仿真实验步骤:1.了解并掌握基本数值积分的方法,即欧拉法、梯形法,并做比较,了解它们之间的联系与区别和优缺点,其中重点掌握梯形法。

2.通过给定的系统,利用欧拉法、梯形法编写相应MATLAB 语言,实现仿真,得出相应的仿真曲线。

3.比较仿真实验结果,并得出结论。

4.撰写实验报告。

实验程序:1.欧拉法A=[-5 -2 -1 -0.5;4 0 0 0;0 2 0 0;0 0 1 0];B=[1;0;0;0];C=[0 0 0.25 0.5];D=0;x0=[0;0;0;0];% x0为状态变量的初值,此处以列向量表示;u=25;% u为输入向量;t0=0;% t0为仿真时间的起始时刻;tf=15;% tf为仿真时间的结束时刻;h=0.65;% h=0.01 h为仿真时所取的仿真步长;m=(tf-t0)/h;[r,c]=size(A);for i=1:mfor j=1:rx(j)=x0(j)+h*(A(j,:)*x0+B(j,:)*u);endy(i)=C*x';x0=x';t(i)=i*h;endplot(t,y)grid ontitle('useEuler')2.梯形法A=[-5 -2 -1 -0.5;4 0 0 0;0 2 0 0;0 0 1 0];B=[1;0;0;0];C=[0 0 0.25 0.5];D=0;x0=[0;0;0;0];% x0为状态变量的初值,此处以列向量表示;u=25;% u为输入向量;t0=0;% t0为仿真时间的起始时刻;tf=15;% tf为仿真时间的结束时刻;h=0.65;% h=0.01 h为仿真时所取的仿真步长;m=(tf-t0)/h;[r,c]=size(A);for i=1:mfor j=1:rx(j)=x0(j)+h*(A(j,:)*x0+B(j,:)*u);endx1=x';for k=1:rxx(k)=x0(k)+0.5*h*((A(k,:)*x0+B(k,:)*u)+(A(k,:)*x1+B(k,:)*u)); endy(i)=C*xx';x0=xx';t(i)=i*h;endplot(t,y)grid ontitle('useLadder')实验报告要求:1.书写实验报告,其中包括实验题目,实验目的,实验内容,实验要求,实验思路,实验方法,实验步骤,实验程序等。

2.将实验得出的仿真图画出,并进行比较。

3.通过比较得出两种数值积分方法的不同以及优缺点。

实验二实验题目:四阶龙格-库塔法的MATLAB 实现实验目的:1.熟练掌握MATLAB 的使用方法2.牢记四阶龙格-库塔法的计算过程3.熟悉四阶龙格-库塔法以及实现二阶动态响应的程序编写实验内容:已知被控对象的系数矩阵分别为A=[-5 -2 -1 -0.5;4 0 0 0;0 2 0 0;0 0 1 0 ]B=[1;0;0;0];C=[0 0 0.25 0.5];D=0;根据四阶龙格-库塔法的递推公式,应用MATLAB 语言编写相应的仿真程实验要求:1.取计算步长65.0=h ,初值均为零,输入为阶跃信号,取25=u ,研究系统25秒的动态过程。

2.取计算步长01.0=h ,初值均为零,输入为阶跃信号,取25=u ,研究系统25秒的动态过程。

实验算法:四阶龙格-库塔法的递推公式: ⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧++=++=++==++++=+),()2,2()2,2(),()22(6342312143211hK y h t f K K h y h t f K K h y h t f K y t f K K K K K h y y k k k k k k k k k k实验方法:利用所学过数值积分方法(四阶龙格-库塔法),通过MATLAB语言对给定的系统进行仿真实验步骤:1.了解并掌握基本数值积分的方法,即四阶龙格-库塔法,并与欧拉法、梯形法做比较,了解它们之间的联系与区别和优缺点,其中重点掌握梯形法和四阶龙格-库塔。

2.通过给定的系统,利用四阶龙格-库塔法编写相应MATLAB语言,实现仿真,得出相应的仿真曲线。

3.比较仿真实验结果,并得出结论。

4.撰写实验报告。

实验程序:龙格-库塔法A=[-5 -2 -1 -0.5;4 0 0 0;0 2 0 0;0 0 1 0];B=[1;0;0;0];C=[0 0 0.25 0.5];D=0;x0=[0;0;0;0];% x0为状态变量的初值,此处以列向量表示;u=25;% u为输入向量;t0=0;% t0为仿真时间的起始时刻;tf=15;% tf为仿真时间的结束时刻;h=0.65;% h=0.01 h为仿真时所取的仿真步长;m=(tf-t0)/h;for i=1:mK1=A*x0+B*u;K2=A*(x0+0.5*h*K1)+B*u;K3=A*(x0+0.5*h*K2)+B*u;K4=A*(x0+h*K3)+B*u;x=x0+(h/6)*(K1+2*K2+2*K3+K4);y(i)=C*x;x0=x;t(i)=i*h;endplot(t,y)grid ontitle('useRK')实验报告要求:1.书写实验报告,其中包括实验题目,实验目的,实验内容,实验要求,实验思路,实验方法,实验步骤,实验程序等。

2.将实验得出的仿真图画出,并进行比较。

3.通过比较得出三种数值积分方法的不同以及优缺点。

实验三实验题目:面向结构图的系统仿真实验目的:1. 进一步熟悉MATLAB 语言的使用方法2. 熟悉连续系统结构图法的计算方法及步骤3. 掌握基于connect 连接函数的系统仿真实验内容:1. 在下图中,若各环节传递函数已知为;01s .010044.0)s (G9;01s .011.0)s (G8;s 130)s (G7;15s.0121.0)s (G6;0067s .0170)s (G5;051s .015s .01G4(s);01s.011G3(s);085s .017s .01)s (2G ;s 01.011)s (1G +=+==+=+=+=+=+=+= G10(s)=0.212; 列写联接矩阵W,W0和非零元素阵Wij ,编写程序,求出y7响应曲线。

2.运用connect 连接函数对上面的结构图进行系统仿真,建立系统中间状态模型、连接矩阵Q,编写程序,并求出y7响应曲线。

实验算法:四阶龙格-库塔法⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧++=++=++==++++=+),()2,2()2,2(),()22(6342312143211hK y h t f K K h y h t f K K h y h t f K y t f K K K K K h y y k k k k k k k k k k 实验方法:利用关联矩阵以及connect 函数结合所学过的数值积分方法(四阶龙格-库塔法),通过MATLAB 语言对给定的系统进行仿真。

实验步骤:1.了解并掌握利用关联矩阵以及connect 函数建立面向结构图的系统仿真,了解这两种方法的优缺点。

2.通过给定的系统,利用关联矩阵以及connect函数编写相应MATLAB语言,实现仿真,得出相应的仿真曲线。

3.比较仿真实验结果,并得出结论。

4.撰写实验报告。

实验程序:p=[1 0.01 1 0;0 0.085 1 0.17;1 0.01 1 0;0 0.051 1 0.15;1 0.0067 70 0;1 0.15 0.21 0;0 1 130 0;1 0.01 0.1 0;1 0.01 0.0044 0];WIJ=[1 0 1;2 1 1;2 9 -1;3 2 1;4 3 1;4 8 -1;5 4 1;6 5 1;6 7 -0.212;7 6 1;8 6 1;9 7 1];n=9;y0=1;yt0=[0 0 0 0 0 0 0 0 0];h=0.01;T=0;T0=0;Tf=10;nout=7;A=diag(p(:,1));B=diag(p(:,2));C=diag(p(:,3));D=diag(p(:,4));m=length(WIJ(:,1));w0=zeros(n,1);w=zeros(n,n);for k=1:mif (WIJ(k,2))==0;w0(WIJ(k,1))=WIJ(k,3);else w(WIJ(k,1),WIJ(k,2))=WIJ(k,3); end;end;Q=B-D*w;Qn=inv(Q);R=C*w-A;V1=C*w0;Ab=Qn*R;b1=Qn*V1;Y=yt0';y=Y(nout);t=T0;N=round((Tf-T0)/h);for i=1:Nk1=Ab*Y+b1*y0;k2=Ab*(Y+h*k1/2)+b1*y0;k3=Ab*(Y+h*k2/2)+b1*y0;k4=Ab*(Y+h*k3)+b1*y0;Y=Y+h*(k1+2*k2+2*k3+k4)/6;y=[y,Y(nout)];T=[T,t+h];t=t+h;end;[T',y'];plot(T,y)基于connect函数的仿真程序:nblocks=10;n1=1;d1=[0.01 1];n2=[0.17 1];d2=[0.085 0];n3=1;d3=[0.01 1];n4=[0.15 1];d4=[0.051 0];n5=70;d5=[0.0067 1];n6=0.21;d6=[0.15 1];n7=130;d7=[1 0];n8=-0.1;d8=[0.01 1];n9=-0.0044;d9=[0.01 1];n10=-0.212;d10=1;blkbuild;Q=[1 0 0;2 1 9;3 2 0;4 3 8;5 4 0;6 5 10;7 6 0;10 7 0;8 6 0;9 7 0];inputs=1;outputs=7;[A,B,C,D]=connect(a,b,c,d,Q,inputs,outputs);step(A,B,C,D)实验报告要求:1.书写实验报告,其中包括实验题目,实验目的,实验内容,实验要求,实验思路,实验方法,实验步骤,实验程序等。

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