《控制工程基础》实验指导书(新)new

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1、《控制工程基础》MATLAB仿真实验指导书邵阳学院机械与能源工程系机制教研室2009年8月15目录实验一控制系统应用软件学习使用及典型控制系统建模分析1实验二一、二阶系统时域特性分析6实验三控制系统频域特性分析8实验四控制系统稳定性仿真11实验五控制系统校正及PID仿真1515实验一控制系统应用软件学习使用及典型控制系统建模分析一、实验目的1.掌握MATLAB软件使用的基本方法；2.熟悉MATLAB的数据表示、基本运算和程序控制语句；3.熟悉MATLAB程序设计的基本方法。4.学习用MATLAB创建控制系统模型。二、实验原理

2、1.MATLAB的基本知识 MATLAB是矩阵实验室（Matrix　Laboratory）之意。MATLAB具有卓越的数值计算能力，具有专业水平的符号计算，文字处理，可视化建模仿真和实时控制等功能。MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学,与工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB来解算问题要比用C,FORTRAN等语言完相同的事情简捷得多。当MATLAB程序启动时，一个叫做MATLAB桌面的窗口出现了。默认的MATLAB桌面结构如下图所示。在MATLAB集成开发环境下，它集成了管理文件、变量和用程序的许多编

3、程工具。在MATLAB桌面上可以得到和访问的窗口主要有：命令窗口（TheCommandWindow）:在命令窗口中，用户可以在命令行提示符(>>)后输入一系列的命令，回车之后执行这些命令，执行的命令也是在这个窗口中实现的。命令历史窗口（TheCommandHistoryWindow）:用于记录用户在命令窗口(TheCommandWindows)，其顺序是按逆序排列的。即最早的命令在排在最下面，最后的命令排在最上面。这些命令会一直存在下去，直到它被人为删除。双击这些命令可使它再次执行。要在历史命令窗口删除一个或多个命令，可以先

4、选择，然后单击右键，这时就有一个弹出菜单出现，选择DeleteSection。任务就完成了。15工作台窗口（Workspace）:工作空间是MATLAB用于存储各种变量和结果的内存空间。在该窗口中显示工作空间中所有变量的名称、大小、字节数和变量类型说明，可对变量进行观察、编辑、保存和删除。当前路径窗口（CurrentDirectoryBrowser）MATLAB命令常用格式为:变量=表达式或直接简化为:表达式通过“=”符号将表达式的值赋予变量，若省略变量名和“=”号，则MATLAB自动产生一个名为ans的变量。变量名必须以字

5、母开头，其后可以是任意字母、数字或下划线，大写字母和小写字母分别表示不同的变量，不能超过19个字符，特定的变量如：pi（=3.141596）、Inf（=∞）、NaN(表示不定型求得的结果,如0/0）等不能用作它用。表达式可以由函数名、运算符、变量名等组成，其结果为一矩阵，赋给左边的变量。MATLAB所有函数名都用小写字母。MATLAB有很多函数，因此很不容易记忆。可以用帮助（HELP）函数帮助记忆，有三种方法可以得到MATLAB的帮助。最好的方法是使用帮助空间窗口（helpbrowser）。你可以单击MATLAB桌面工具栏上

6、的图标，也可以在命令窗口(TheCommandWindows)中输入helpdesk或helpwin来启动帮助空间窗口（helpbrowser）。你可以通过浏览MATLAB参考证书或搜索特殊命令的细节得到帮助。另外还有两种运用命令行的原始形式得到帮助。第一种方法是在MATLAB命令窗口(TheCommandWindows)中输入help或help和所需要的函数的名字。如果你在命令窗口(TheCommandWindows)中只输入help，MATLAB将会显示一连串的函数。如果有一个专门的函数名或工具箱的名字包含在内，那么he

7、lp将会提供这个函数或工具箱。第二种方法是通过lookfor函数得到帮助。lookfor函数与help函数不同，help函数要求与函数名精确匹配，而lookfor只要求与每个函数中的总结信息有匹配。Lookfor函数比help函数运行起来慢得多，但它提高了得到有用信息的机会。使用HELP函数可以得到有关函数的屏幕帮助信息。常用运算符及特殊符号的含义与用法如下：+数组和矩阵的加法-数组和矩阵的减法*矩阵乘法/矩阵除法[]用于输入数组及输出量列表()用于数组标识及输入量列表‘’其内容为字符串,分隔输入量,或分隔数组元素15；1.

8、分开矩阵的行2.在一行内分开几个赋值语句3．需要显示命令的计算结果时，则语句后面不加“；”号，否则要加“；”号。%其后内容为注释内容，都将被忽略，而不作为命令执行…用来表示语句太长,转到第二行继续写回车之后执行这些命令举例：矩阵的输入123A=456789矩阵的输入要一行一行的进行，每行各