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1、黄淮学院电子科学与工程系自动控制原理课程验证性实验报告实验名称用MATLAB建立系统数学模型实验时间2012年10月11日学生姓名实验地点同组人员专业班级1、实验目的1）熟悉MATLAB实验环境，掌握MATLAB命令窗口的基本操作。2）掌握MATLAB建立控制系统数学模型的命令及模型相互转换的方法。3）掌握使用MATLAB命令化简模型基本连接的方法。4）学会使用Simulink模型结构图化简复杂控制系统模型的方法。2、实验主要仪器设备和材料：MATLAB软件3、实验内容和原理：（1）控制系统模型的建立控制系统常用的数学模型有四种：传递函数模型（tf对象）、零极点增益模型（zpk对象
2、）、结构框图模型和状态空间模型（ss对象）。经典控制理论中数学模型一般使用前三种模型，状态空间模型属于现代控制理论范畴。1）传递函数模型（也称为多项式模型）。连续系统的传递函数模型为在MATLAB中用分子、分母多项式系数按的降幂次序构成两个向量：。用函数tf()来建立控制系统的传递函数模型，用函数printsys()来输出控制系统的函数，其命令调用格式为Tips：对于已知的多项式模型传递函数，其分子、分母多项式系数两个向量可分别用与命令求出。这在MATLAB程序设计中非常有用。2）零极点增益模型。零极点模型是传递函数模型的另一种表现形式，其原理是分别对原传递函数的分子、分母进行因式
3、分解，以获得系统的零点和极点的表示形式。，式中，为系统增益；为系统零点；为系统极点。在MATLAB中，用向量构成矢量组表示系统。即用函数命令来建立系统的零极点增益模型，其函数调用格式为Tips：对于已知的零极点增益模型传递函数，其零极点可分别用与命令求出。这在MATLAB程序设计中非常有用。3）建立二阶控制系统标准模型。在MATLAB中，用函数命令ord2()来建立二阶控制系统标准模型，其函数调用格式为[num,den]=ord2(,zeta).1、实验方法、步骤：1)已知系统传递函数打开MATLAB软件，并在其输入：num=5;den=conv([1,0],conv([1,1],
4、[1,4,4]));Gs=tf(num,den)2）已知系统传递函数打开MATLAB软件，并在其输入：num=[142];den=conv([10],conv([10],conv([10],conv([104],[140]))));Gs=tf(num,den)3）已知系统传递函数打开MATLAB软件，并在其输入：k=8;z=[j-1,-j-1];p=[0,0,-5,-6,j,-j];sys=zpk(z,p,k)5、实验现象、实验数据记录：1）、Transferfunction:5-------------------------s^4+5s^3+8s^2+4s2）、Transfer
5、function:s^2+4s+2----------------------------s^7+4s^6+4s^5+16s^43）、Zero/pole/gain:8(s^2+2s+2)--------------------------s^2(s+5)(s+6)(s^2+1)5、实验现象、实验数据的分析：Matlab传递函数中，(a+bx1+cx2+dx3)* (a+bx1+cx2+dx3)* (a+bx1+cx2+dx3)运算需由conv([d c b a],conv([d c b a],[d c b a]))实现，分子分母中幂数多项式需由conv()函数实现，且一次只能实现两
6、个多项式的卷积。同时有多个多项式时，使用嵌套模式，多次使用conv()函数。7、实验结论：通过该试验我们熟悉MATLAB实验环境，掌握MATLAB命令窗口的基本操作；掌握MATLAB建立控制系统数学模型的命令及模型相互转换的方法；掌握了使用各种函数命令建立控制系统数学模型；完成实验的范例题和自我实践，并记录结果；编写M文件程序，完成简单连接的模型等效传递函数，并求出相应的零极点。指导教师评语和成绩评定：实验报告成绩：指导教师签字：年月日
