实验三基于SIMULINK的控制系统时域分析.doc

实验三 基于SIMULINK的控制系统时域分析（2学时）一实验目的：掌握使用SIMULINK、控制工具箱求解系统的输入和输出响应的仿真方法。二实验方法及预习内容：利用SIMULINK工具进行控制系统模型分析、系统设计与仿真的相关原理。三实验内容：1分别使用解微分方程方法、控制工具箱、Simulink求解具有如下闭环传递函数的系统的阶跃响应。解微分方程方法求解：Wffc.m文件：function dx=wffc(t,x)u=1;dx=-8*x(1)-36*x(2)-40*x(3)-10*x(4)+u;x(1);x(2);x(3);主文件：%-实验1.1t,x=ode45('wffc',0,18,0;0;0;0)y=10*x(:,4);figure(2)plot(t,y)grid ontitle('解微分方程方法求解系统阶跃响应曲线')xlabel('时间')ylabel('输出')结果:控制工具箱求解：程序：num=10;den=1 8 36 40 10;sys=tf(num,den);step(sys)title('控制工具箱求解系统阶跃响应曲线')xlabel('时间')ylabel('输出')grid结果:Simulink求解设置：单位阶跃仿真设置 SCOPE设置程序figure(3)plot(ScopeData(:,1),ScopeData(:,2)grid ontitle('Simulink求解系统阶跃响应曲线')xlabel('时间')ylabel('输出')结果2 某小功率随动系统动态结构如图所示，已知：， ，。若系统输入分别为，试用Simulink分析系统的输出分别如何？设置:单位阶跃:单位斜坡两阶跃叠加仿真设置Scope设置：程序:figure(4)plot(gg(:,1),gg(:,2),'*')grid ontitle('不同信号下的控制系统输出响应曲线')xlabel('时间')ylabel('输出')hold onplot(gg(:,1),gg(:,3),'LineWidth',1)hold onplot(gg(:,1),gg(:,4),'g','LineWidth',2)legend('单位阶跃下系统输出响应曲线','单位斜坡下系统输出响应曲线','两阶跃叠加下系统输出响应曲线')结果:四实验要求：1熟悉Simulink法进行控制系统时域分析的基本步骤，并与微分方程法、控制工具箱法进行比较；2熟悉Simulink法在输入不同信号（单位阶跃、单位斜坡、两阶跃叠加）下的控制系统输出响应实验方法、图形显示。