没有合适的资源？快使用搜索试试~ 我知道了~

文库首页开发技术硬件开发基于Matlab的计算机控制技术仿真实验PDF教程

基于Matlab的计算机控制技术仿真实验PDF教程

计算机控制

MATLAB

自动控制

3星 · 超过75%的资源需积分: 48 64 下载量 167 浏览量 2018-10-15 21:19:45 上传评论 12 收藏 5.6MB PDF 举报

温馨提示

试读

31页

基于Matlab的计算机控制技术仿真实验，比较简单易懂，给出了常用的计算机控制算法的原理如大林算法，最小拍，数字pid等，和对应MATLAB常用代码，较为实用

资源推荐

资源详情

资源评论

计算机控制系统仿真实验

第 1 页共 31 页

实验一基于 Matlab 的控制系统模型

一、实验目的

1. 熟悉 Matlab 的使用环境，学习 Matlab 软件的使用方法和编程方法

2. 学习使用 Matlab 进行各类数学变换运算的方法

3. 学习使用 Matlab 建立控制系统模型的方法

二、实验器材

x86 系列兼容型计算机，Matlab 软件

三、实验原理

1. 香农采样定理

对一个具有有限频谱的连续信号 f(t)进行连续采样，当采样频率满足

max





时，采样信号 f*(t)

能无失真的复现原连续信号。

作信号

etf

5)(



 和

kT10*

5)(



 etf 的曲线，比

较采样前后的差异。

幅度曲线：

T=0.05

t=0:T:0.5

f=5*exp(-10*t)

subplot(2,1,1)

plot(t,f)

grid

subplot(2,1,2)

stem(t,f)

grid

请改变采样周期 T，观察不同的采样周期下的采样

效果。

幅频曲线：

w=-50:1:50

F=5./sqrt(100+w.^2)

plot(w,F)

grid

若 |)0(|1.0|)(|

max

FjF 



，选择合理的采样周期

T 并验加以证

w=-400:20:400

ws=200

Ts=2*pi/ws

F0=5/Ts*(1./sqrt(100+(w).^2))

F1=5/Ts*(1./sqrt(100+(w-ws).^2))

F2=5/Ts*(1./sqrt(100+(w+ws).^2))

plot(w,F0,w,F1,w,F2)

grid

请改变采样频率 ws，观察何时出现频谱混叠？

2. 拉式变换和 Z 变换

使用 Matlab 求函数的拉氏变换和 Z 变换

拉式变换：

syms a w t

f1=exp(-a*t)

laplace(f1)

f2=t

laplace(f2)

f3=t* exp(-a*t)

laplace(f3)

f4=sin(w*t)

Z 变换：

syms a k T

f1=exp(-a*k*T)

ztrans(f1)

f2=k*T

ztrans(f2)

f3=k*T*exp(-a*k*T)

ztrans(f3)

f4=sin(a*k*T)

计算机控制系统仿真实验

第 2 页共 31 页

laplace(f4)

f5=exp(-a*t)*cos(w*t)

laplace(f5)

反拉式变换

syms s a

f1=1/s

ilaplace(f1)

f2=1/(s+a)

ilaplace(f2)

f3=1/s^2

ilaplace(f3)

f4=w/(s^2+w^2)

ilaplace(f4)

f5=1/(s*(s+2)^2*(s+3))

ilaplace(f5)

ztrans(f4)

f5=a^k

ztrans(f5)

反 Z 变换

syms z a T

f1=z/(z-1)

iztrans(f1)

f2=z/(z-exp(-a*T))

iztrans(f2)

f3=T*z/(z-1)^2

iztrans(f3)

f4=z/(z-a)

iztrans(f4)

f5=z/((z+2)^2*(z+3))

iztrans(f5)

3. 控制系统模型的建立与转化

传递函数模型：num=[b1,b2,…bm]，den=[a1,a2,…an]，

bsasa

bsbsb

den

num









)(

零极点增益模型：z=[z1,z2,……zm]，p=[p1,p2……pn]，k=[k]，

)())((

)(

pspsps

zszszs

ksG







建立系统模型

)3)(2(

)1(

)(













sG 和

)3)(2(

)1(

)(













传递函数模型：

num=[1,1,0]

den=[1,5,6]

T=0.1

Gs1=tf(num,den)

Gz1=tf(num,den,T)

零极点增益模型：

z=[0,-1]

p=[-2,-3]

k=[1]

T=0.1

Gs2=zpk(z,p,k)

Gz2=zpk(z,p,k,T)

传递函数模型和零极点增益模型相互转化

传递函数模型转化零极点增益模型：

num=[1,1,0]

den=[1,5,6]

T=0.1

Gs1=tf(num,den)

Gz1=tf(num,den,T)

[z,p,k]=tf2zp(num,den)

Gs2=zpk(z,p,k)

Gz2=zpk(z,p,k,T)

零极点增益模型转化传递函数模型：

z=[0,-1]

p=[-2,-3]

k=[2]

T=0.1

Gs1=zpk(z,p,k)

Gz1=zpk(z,p,k,T)

[num,den]=zp2tf(z',p',k)

Gs2=tf(num,den)

Gz2=tf(num,den,T)

计算机控制系统仿真实验

第 3 页共 31 页

建立系统模型

)84)(2(

)22)(1(

)(





sss

和

)84)(2(

)22)(1(

)(





zzz

num1=[1,1]

num2=[1,2,2]

den1=[1,0,2]

den2=[1,4,8]

num=conv(num1,num2)

den=conv(den1,den2)

T=0.1

Gs1=tf(num,den)

Gz1=tf(num,den,T)

[z,p,k]=tf2zp(num,den)

Gs2=zpk(z,p,k)

Gz2=zpk(z,p,k,T)

四、实验步骤

1. 根据参考程序，验证采样定理、拉氏变换和 Z 变换、控制系统模型建立的方法

2. 观察记录输出的结果，与理论计算结果相比较

3. 自行选则相应的参数，熟悉上述的各指令的运用方法

五、实验数据及结果分析

记录输出的数据和图表并分析

六、总结

计算机控制系统仿真实验

第 4 页共 31 页

实验二基于 Matlab 的离散控制系统仿真

一、实验目的

1. 学习使用 Matlab 的命令对控制系统进行仿真的方法

2. 学习使用 Matlab 中的 Simulink 工具箱进行系统仿真的方法

二、实验器材

x86 系列兼容型计算机，Matlab 软件

三、实验原理

1. 控制系统命令行仿真

建立如图所示一阶系统控制模型并进行系统仿真。

一阶系统闭环传递函数为

)(









sG ，转换为离散系统脉冲传

递函数并仿真。

%模型建立

num=[3] %传递函数分子

den=[1,3] %传递函数分母

T=0.1 %采样周期

gs=tf(num,den) %传递函数模型建立

gz=c2d(gs,T,'zoh') %转化为离散系统脉冲传递函

数模型

%'zoh' 零阶保持器变换

%'foh' 三角变换(一阶保持器)

%'tustin' 双线性变换

%'prewarp' 带频率预畸的双线性变换

%'matched' 零极点匹配变换

%模型特性

[z,p,k]=tf2zp(num,den) %求零极点

pzmap(gs) %零极点图

grid

pzmap(gz) %零极点图

grid

rlocus(gs) %根轨迹图

grid

rlocus(gz) %根轨迹图

grid

%时间响应

impulse(gs) %单位脉冲响应

impulse(gz) %离散单位脉冲响应

step(gs) %单位阶跃响应

step(gz) %离散单位阶跃响应

%频率响应

freqs(num,den) %频率响应

freqz(num,den) %频率响应

bode(gs) %波特图

bode(gz) %波特图

nyquist(gs) %奈奎斯特曲线

nyquist(gz) %奈奎斯特曲线

nichols(gs) %尼科尔斯曲线

nichols(gz) %尼科尔斯曲线

计算机控制系统仿真实验

第 5 页共 31 页

建立如图所示二阶系统控制模型并进行系统仿真。

s(s+2×0.4×5)

R(s) C(s)

R(z) C(z)

E(s)

二阶系统闭环传递函数为

554.02

)54.02(

)(













sG ，请转换为离散系

统脉冲传递函数并仿真，改变参数，观察不同的系统的仿真结果。

2. 控制系统的 Simulink 仿真

按图建立系统的 Simulink 模型，对不同的输入信号进行仿真，改变参数，观察不同的仿真结果。

将上述系统离散化并仿真，观察仿真结果。

四、实验步骤

1. 根据实验原理对控制系统进行软件仿真

2. 观察记录输出的结果，与理论计算值相比较

3. 自行选择参数，练习仿真方法，观察不同的仿真结果

五、实验数据及结果分析

记录输出的数据和图表并分析。

六、总结

剩余30页未读，继续阅读

评论收藏

内容反馈

资源评论

资源反馈

评论星级较低，若资源使用遇到问题可联系上传者，3个工作日内问题未解决可申请退款~

坏痞

2022-04-13

还好，前面的实验有结果有图有代码后面的实验没有代码没有结果图

流水不毒

粉丝: 50
资源: 117

上传资源快速赚钱

我的内容管理展开

我的资源快来上传第一个资源

我的收益

登录查看自己的收益

我的积分登录查看自己的积分

我的C币登录后查看C币余额

我的收藏

我的下载

下载帮助

前往需求广场，查看用户热搜

基于Matlab的计算机控制技术仿真实验PDF教程

基于matlab的Dalin大林控制算法仿真 +代码操作视频

计算机控制技术课程设计(20211010080424).pdf

基于MATLAB的计算机控制系统仿真教学研究.pdf

用MatLab实现《计算机控制技术》课程的教学实践.pdf

MATLAB仿真在计算机控制技术课程教学中的应用.pdf

基于Matlab的计算机控制技术仿真实验.docx

纯滞后系统的大林算法MATLAB

计算机控制系统课程设计 运动控制课程设计 控制电机调速及matlab仿真

计算机控制系统仿真matlab

计算机控制技术大作业（1）——MATLAB程序

计算机控制技术 实验教程

基于MATLAB的《计算机控制技术》实验系统研究.pdf

计算机控制技术—Matlabe仿真实验5.pdf

计算机控制技术仿真实验平台的设计.pdf

基于MATLAB的计算机控制系统仿真程序设计.pdf

计算机控制系统仿真实验

MATLAB计算机仿真讲义.pdf

计算机自动控制技术实验教程

基于Matlab-GUI界面的计算机控制系统设计及Simulink动态仿真.pdf

大林控制算法的matlab程序代码使用

大林算法控制器

计算机控制系统密闭空间的温湿度控制的simulink仿真

Matlab小程序

MATLAB与控制系统仿真实践（第3版）2015b

基于Matlab_Simulink辅助的《计算机控制技术》实验案例.pdf

基于Matlab_Simulink“计算机控制技术”教学系统.pdf

最新资源

计算机控制系统课程设计运动控制课程设计控制电机调速及matlab仿真

计算机控制技术实验教程