控制工程基础实验报告1 -示例

《控制工程基础》实验报告一
班级·学号1501034148 姓名李富国实验日期2017.11.27 任课教师杨世文实验名称实验一控制系统的建模验证型
一、实验目的及要求：
1.学习在MATLAB命令窗口建立系统模型的方法；
2.学习如何在三种模型之间相互转换；
3.学习如何用SIMULINK仿真工具建模。

二、上机内容：
1、Matlab基础
2、Matlab中系统建模
3、Matlab分析系统的动态特性
三、实验平台
Windows 98或2000或XP Matlab 5.3以上版本
1. 给定控制系统的传递函数为：
在MA TLAB 中建立系统的传递函数模型、零极点增益模型和状态变量模型。

num=[3]; %G 的分子多项式系数
den=[1, 3, 5, 7]; %G1的分母多项式系数
G=tf(num, den) % 由分子多项式/分母多项式采用tf()函数创建传递函数
[z1,p1,k1]=tf2zp(num,den) %求传递函数的零极点
sys1zp=zpk(z1,p1,k1) %构建并显示该系统的零极点形式的传递函数
运行结果：
7
533
)(23+++=s s s s G
2.在SIMULINK中建立如下图所示的结构图：
源程序：
五、评阅成绩
评阅老师年月日
《机械控制工程基础》实验报告二
班级·学号1501034148 姓名李富国实验日期2017.11.27任课教师杨世文实验名称实验二控制系统的稳定性分析实验验证型一、实验目的及要求：
本实验是用MATLAB得到控制系统的频域特性曲线，绘制给定控制系统Bode 图和Nyquist图，并表示出系统的幅值裕量和相位裕量，-π穿越频率和剪切频率等频域性能指标；用频率法对控制系统进行稳定性判断。

二、上机内容：
1、Matlab中的频率响应函数
2、Matlab求取稳定性裕量
三、实验平台
Windows 98或2000或XP Matlab 5.3以上版本
四、操作过程、源程序和计算结果：
1、题目：
绘制系统G(s)=[100(s+4)]/[s(s+0.5)(s+50)²]的Bode图。

源程序：
k=100;
z=[-4];
p=[0 -0.5 -50 -50];
[num,den]=zp2tf(z,p,k);
bode(num,den);
title('Bode Plot')
grid on
计算结果：
2、题目：
绘制系统G(s)=K/(s²+4s+25),当K分别取4，10，25时的Bode图。

源程序：
den=[1 4 25];
num1=4;
num2=10;
num3=25;
sys1=tf(num1,den);
sys2=tf(num2,den);
sys3=tf(num3,den);
bode(sys1,sys2,sys3);
grid on
计算结果：
3、题目：
绘制系统G(s)=1/(s²+0.8s+1)的nyquist图。

源程序：
den=[1 0.8 1];
num=1;
nyquist(num,den)
计算结果：
4、题目：
绘制系统G(s)=K/(s²+4s+25),当K分别取4，10，25时的nyquist图。

源程序：
den=[1 4 25];
num1=4;
num2=10;
num3=25;
sys1=tf(num1,den);
sys2=tf(num2,den);
sys3=tf(num3,den);
nyquist(sys1,sys2,sys3);
计算结果：
5、题目：已知单位反馈系统的开环传递函数
G(s)=50/[s(s+1)(s+5)]
Matlab法求取系统的稳定性
源程序：num=[50];
den=[1 6 5 0];
margin(num,den)
grid on
计算结果：
五、评阅成绩
评阅老师年月日
《机械控制工程基础》实验报告三
班级·学号 姓名 实验日期 任课教师 实验名称 实验三 控制系统的校正设计 验证型
一、实验目的及要求：
本实验是用MATLAB 进行控制系统的校正设计
二、上机内容：
Matlab 中进行控制系统的校正设计
三、实验平台
Windows 98或2000或XP Matlab 6.1以上版本
四、操作过程、源程序和计算结果：
1、题目：已知某随动系统的系统框图如图所示。

现设s
s s G c 5.0)15.0(2)(+=
，应用MATLAB 软件，求系统的闭环传递函数，并求取其零点与极点。

源程序：numh=[1];
denh=[1];
sysh=tf(numh,denh);
z=[-2];
p=[0 0 -4];
k=800;
sysg=zpk(z,p,k);
sys=feedback(sysg,sysh,-1)
p=pole(sys)
z=zero(sys)
计算结果：
2、题目：应用SIMULINK模块，建立上题所示系统的仿真模型，并求此系统校正前后的单位阶跃响应曲线。

源程序：
（1）
（2）
计算结果：（1）
（2）
五、评阅成绩
评阅老师年月日。