控制系统仿真实验报告

控制系统仿真实验报告册

实验课程 专业班级 学生姓名 学生学号 指导教师

月

实验报告须知

实验的最后一个环节是实验总结与报告，即对实验数据进行整理，绘制波形和图表，分析实验现象，撰写实验报告。每次实验，都要独立完成实验报告。撰写实验报告应持严肃认真、实事求是的科学态度。实验结果与理论有较大出入时，不得随意修改实验数据结果，不得用凑数据的方法来向理论靠拢，而要重新进行一次实验，找出引起较大误差的原因，同时用理论知识来解释这种现象。并作如下具体要求：

1. 认真完成实验报告，报告要用攀枝花学院标准实验报告册，作图要用坐标纸。 2. 报告中的电路图、表格必须用直尺画。绘制电路图要工整、选取合适比例，元件参数标 注要准确、完整。

3. 应在理解的基础上简单扼要的书写实验原理，不提倡大段抄书。 4. 计算要有计算步骤、解题过程，要代具体数据进行计算，不能只写得数。

5. 绘制的曲线图要和实验数据吻合，坐标系要标明单位，各种特性曲线等要经过实验教师 检查，曲线图必须经剪裁大小合适，粘附在实验报告相应位置上。

6. 应结合具体的实验现象和问题进行讨论，不提倡纯理论的讨论，更不要从其它参考资料 中大量抄录。

7. 思考题要有自己理解实验原理后较为详尽的语言表述，可以发挥，有的要画图说明，不能过于简单，不能照抄。

8. 实验报告的分数与报告的篇幅无关。

9. 实验报告页眉上项目如实验时间、实验台号、指导教师、同组学生等不要漏填。

目 录

实验一：MATLAB语言基础实验 实验二：Matlab 编程 实验三：控制系统模型与转换实验四：线性控制系统的计算机辅助分析实验五：实验六：线性控制系统的计算机辅助设计实验七：

Simulink 仿真应用

PID 调节器参数最优化仿真

实验时间 实验台号 指导教师 同组学生

实验一 MATLAB语言基础实验

一、实验目的

1. MATLAB的基本操作； 2. MATLAB矩阵运算基础；； 3. MATLAB数值运算基础 4. 二维基本绘图； 5. 特殊图形基本； 6. 三维基本绘图； 7. 图形的控制、表现与修饰 二、实验仪器和设备 计算机、Matlab6.5软件 三、实验内容

第二章：课后习题

1，2，11，12，13, 18，20 四、问答题

1. MATLAB软件有哪些功能特点？MATLAB与C语言语法有和相同之处？

答：1.MATLAB是一种高级语言，主要集中在控制理论系统和方法上，提高控制器

设计的效率和可靠性。C语言和MATLAB都是计算机语言，而且C语言曾是实现MATLAB这种高级语言的底层计算机语言，但C语言有局限性，由于程序冗长难以验证，即使得出结果也不敢相信和依赖该结果，相比之下，MATLAB更可靠、更简洁，能更好的把握要求解的问题。当开关表达式的值等于某表达式，执行该语句后结束该结构，不用 break，同时满足若干个条件之一，则用单元形式。otherwise 语句，不用default，程序的执行结果和各个 case 顺序无关，case 语句中条件不能重复，否则列在后面的条件将不能执行

2. 在MATLAB语言中“：”和“；”的含义什么？

答：“：”表示步距方式；“；”表示矩阵的换行。

实验原始记录

1.

程序： A=[1 2 3 4;4 3 2 1;2 3 4 1;3 2 4 1]

B=[1+4j,2+3j,3+2j,4+1j; 4+1j,3+2j,2+3j,1+4j;

2+3j,3+2j,4+1j,1+4j;2+3j,3+2j,4+1j,1+4j] A(5,6)=5

运行结果：

A =

1 2 3 4 4 3 2 1 2 3 4 1 3 2 4 1 B =

1.0000 + 4.0000i 2.0000 + 3.0000i 3.0000 + 2.0000i + 1.0000i

4.0000 + 1.0000i 3.0000 + 2.0000i 2.0000 + 3.0000i + 4.0000i

2.0000 + 3.0000i 3.0000 + 2.0000i 4.0000 + 1.0000i + 4.0000i

2.0000 + 3.0000i 3.0000 + 2.0000i 4.0000 + 1.0000i + 4.0000i

4.0000 1.0000 1.0000 1.0000

A =

1 2 3 4 0 0 4 3 2 1 0 0 2 3 4 1 0 0 3 2 4 1 0 0 0 0 2.程序：A=magic(8)

B=A(2:2:end,:)

运行结果： A =

64 2 3 61 9 55 54 12 17 47 46 20 40 26 27 37 32 34 35 29 41 23 22 44 49 15 14 52 8 58 59 5 B =

0 0 0 5 60 6 13 51 21 43 36 30 28 38 45 19 53 11 4 62 7 57 50 16 42 24 31 33 39 25 18 48 56 63 1 10

9 55 54 12 13 51 50 16 40 26 27 37 36 30 31 33 41 23 22 44 45 19 18 48 8 58 59 5 4 62 63 1 11. 程序：

t=(-1:0.03:1); y=sin(1./t); plot(y)

运行结果;

10.8

0.60.40.20-0.2-0.4-0.6-0.8-10

10

20

30

40

50

60

70

12.程序：X=[-pi:0.05:pi];

p1=(1.0013)*(X.*X); p2=cos(7*X./2); p3=sin(X)./X;

p4=1-(cos(7*X)).^3;

subplot(2,2,1) ,polar(X,p1) subplot(2,2,2),polar(X,p2) subplot(2,2,3),polar(X,p3)

subplot(2,2,4),polar(X,p4)

运行结果：

13.

程序：ezplot('x^2+y^2-3*x*y^2');

hold on

ezplot('x^3-x^2-y^2+y');

运行结果：

x3-x2-y2+y = 0

y

-6

-4

-2

0x

2

4

6

18.程序：A=[70.5 3.5 0 0;8 33 4.1 0;0 9 103 -1.5;0 0 3.7 19.3];

B=[5 7 6 5;7 10 8 7;6 8 10 9;5 7 9 10]; A1=det(A) B1=det(B) A2=trace(A) B2=trace(B) A3=rank(A) B3=rank(B) A4=poly(A) B4=poly(B) A5=norm(A) B5=norm(B)

运行结果：A1 = 4.5317e+006 B1 = 1 A2 =

225.8000 B2 = 35 A3 = 4 B3 = 4 A4 =

1.0e+006 *

0.0000 -0.0002 0.0169 -0.4841 4.5317 B4 =

1.0000 -35.0000 146.0000 -100.0000 1.0000 A5 =

103.7276 B5 =

30.2887

20. 程序

A=[-9 11 -21 63 -252;70 -69 141 -421 1684;-575 575 -1149 3451 -13801; 3891 -3891 7782 -23345 93365;1024 -1024 2084 -6144 24573]; C=inv(A),[V,D]=eig(A) 结果 C =

0.6235 -0.2471 0.1176 0.0235 -0.0000 0.1184 0.7633 -0.2525 -0.0496 -0.0043 0.0041 -0.0081 -0.0324 -0.0123 0.0292 -0.4370 0.8740 5.0282 0.7791 -0.2004 -0.1307 0.2613 1.2445 0.1928 -0.0527 V =

Columns 1 through 4

-0.0026 + 0.0000i -0.0026 - 0.0000i -0.1398 + 0.1563i -0.1398 -