现代控制理论实验
1
实验目的:
熟悉和了解Matlab 的基本使用环境，通过该实验，使学生初步掌握一项仿真工 具。
了解和掌握 Matlab 的两个主要编程环境 （M-file 、Model ）。
实验要求：（1、2任选其一）
在Model 文件下，建立I 型三阶系统的结构模型，分析输入斜坡响应的静动态 指标。
实验设备:
计算机、Mtalab 软件
PaoeSeti^iM.
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图1.1 Matlab 使用界面
实验
基于Matlab 环境仿真基础实验
1、
2、
1、
2、
在M-file 文件下，编制自然频率一定，不同阻尼系数的单位阶跃响应的响应
曲线。
在M-file 文件下，编制自然频率一定，不同阻尼系数的
Bode 图
3、
四、 实验内容及步骤:
1、
使用界面的介绍:
」
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现代控制理论实验
2 —
0.1;0.2;0.3;0.4;
跃响应。
解：Matlab
% wn=6 时，
…;1.0;2.0 时，在M — file
文件下，编制程序。
绘制的各自单位阶
程序 阻尼系数
0.1;0.2;0.3……1.0;2.0
的单位阶跃响应
wn=6;
自然振荡频率
kosi=[0.1:0.1:1.0,2.0]; figured) hold on for kos=kosi
num=wn
人2;
den=[1,2*kos*w n,wn 人2];
ste p(nu m,de n) end title(' 阶跃响应')
hold off
执行后单位阶跃响应曲线
阻尼系数
1.8
1.6
1.4
1.2
0.8
0.6
0.4
0.2
阶跃响应
|一 0.1
一
0.2
_ 0.3
一
0L L L g 1 11 B L t L ■ 0123456789
10
Time (sec)
图1.2典型二阶系统的单位阶跃响应曲线
在file\New\M-file 建立M 文件；在file\New\Model 建立模型文件。
在主窗体部
分可以直接输入命令；也可以观看运算结果，它是直接反映运算信息的重要窗口。
2、 对于一个典型二阶系统
H(S
2s2+2^n S +B 2
其中（＞）n 为自然频率（无阻尼振荡频率），匕为相对阻尼系数。
当
轧=6，巴分别为
现代控制理论实验
步骤：
(1)。
在M — file 文件下，编制自然频率一定,
对于一个典型二阶系统
H
(s)
=S+
其中《n 为自然频率(无阻尼振荡频率)
匕为相对阻尼系数。
当
= 6, E 分别为
semilogx(w1,mag) sub plot(2,1,2) hold on semilogx(w1, pha) end
sub plot(2,1,1) grid on title('Bode xlabel(' ylabel(' sub plot(2,1,2)
grid on
xlabel(' 频率(rad/sec )') ylabel(' 相位 deg') hold off
执行后Bode 图
L
0.1;0.2;0.3;0.4; 数的Bode 图： 解：Matlab % wn=6 时， wn=6 kosi=[0.1:0.1:1.0] w=logs pace(-1,1,100) figure(1) num=wnA2 for kos=kosi den=[1 2*kos*w n wn 人2] [mag, pha,w1]=bode( nu m,de n,w) sub plot(2,1,1) hold on
…；1.0;2.0 时,在 M — file 程序 阻尼系数 0.1;0.2;0.3......1.0 文件下，编制程序。
绘制的不同阻尼系
的bude 图
3、
图')
频率(rad/sec )') 增益
db')
Bode 图
现代控制理论实验
4 —
10
= 2
s(s +9s+8)
试分析系统的静态偏差，和响应的动态指标。
思考题
如何调用mi- file 的库文件。
如何快速查找
model 的库元件。
4
、
建立 Model 文件，对I 型三阶系统的动静态性能指标进行分析。
系统开环传递函数:
试对斜坡函数的响应与稳态误差进行分析。
图1.4三阶系统斜坡响应仿真结构图
图1.5三阶系统斜坡响应响应曲线图
G(s) 五、
12、。