试验一Matlab和Simulink中传递函数地建立

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1、实用文档目录实验一Matlab和Simulink中传递函数的建立2实验二Matlab和Simulink中控制系统时域分析15实验三转速反馈控制直流调速系统的仿真23实验四转速、电流反馈控制直流调速系统的仿真31标准文案实用文档实验一Matlab和Simulink中传递函数的建立一．实验目的1.掌握在Matlab中建立系统传递函数的方法。2.掌握在Simulink中建立系统的传递函数及结构图的方法。二．实验设备及仪器计算机、Matlab软件三．实验内容Matlab是由美国Mathworks推出的一个科技应用软件，已经发展成为一个

2、适用于多学科多工作平台的大型软件。它涉及领域广泛，在本课程的实验中主要使用该软件的控制系统工具箱，以加深对控制理论及其应用的理解。Simulink是该公司专门为Matlab设计提供的结构图编程与系统仿真的专用软件工具，该仿真环境下的用户程序其外观就是系统的结构图，使得系统仿真变得简便直观。1.Matlab中建立系统传递函数Matlab启动后的用户界面如图1-1所示，工作空间窗口可以显示Matlab中的各个变量。命令窗口可以输入各种命令，这也是输入系统传递函数的窗口。图1-1Matlab启动界面（1）.Matlab中求解微分方程

3、求解微分方程所用的命令为dslove(“方程1”,“方程2”,…)，该函数最多可同时求解12个方程。方程中的各阶导数项以大写的D表示，后面跟阶数，在接变量名，例如：D2y代表。标准文案实用文档例1：在Matlab中求解下列微分方程，变量初始值为，解：在命令窗口中键入命令如图1-2所示。可见方程的解，通过ezplot命令可以绘制该微分方程解的曲线如图1-3所示。图1-2Matlab中输入微分方程图1-3ezplot命令绘制图形（2）.Matlab中输入传递函数常用的命令有：tf，printsys，zpk。命令tf，prinfsy

4、s可以输入多项式形式的传递函数，首先根据传递函数写出分子多项式的系数向量，分母多项式的系数向量。然后输入命令tf(,)或printsys(num,den,’s’）即可得到传递函数。例2：在Matlab中输入如下系统传递函数解：在Matlab中输入如下命令，注意多项式系数输入时最高项系数在前，然后空格，次高项系数，直到常数项，如果某一项系数为零，在输入系数向量时补零。在Matlab中输入如下命令。可以看到tf和prinfsys的执行结果是相同的。标准文案实用文档图1-4输入多项式传递函数例3：在Matlab中输入如下传递函数解：

5、使用zpk命令可以输入零极点式传递函数。命令输入方法及结果如1-5图。参数第一项为零点向量，第二项为极点向量，第三项为增益。图2-41输入零极点传递函数图1-5输入零极点式传递函数标准文案实用文档（3）Matlab中结构图的建立前面讨论了如何输入系统传递函数，下一步是如何将各个模块连接起来形成系统的结构图，Matlab中有如下用于搭建系统结构图的命令：lconv：用于求两个多项式的卷积。当需要两个多项式相乘时，使用该函数。例如:（s+1)*(s+2)。在Matlab中输入num1=[11]，num2=[12]，num=conv

6、(num1,num2)，得到num=[132]。Num为乘积后的多项式系数向量。lseries:用于将两个传递函数串联。具体形式为series(num1,den1,num2,den2)，num1，den1为第一个模块的分子，分母多项式系数向量。num2，den2为第二个模块的分子，分母多项式系数向量。或者series(sys1,sys2)，sys为使用tf命令生成的传递函数。lparallel:用于将两个传递函数并联。使用方法可采用分子分母多项式向量输入或传递函数输入，parallel(num1,den1,num2,den2)

7、或parallel(sys1,sys2)。lcloop:用于求单位反馈系统的传递函数。使用方法为cloop(num,den,sign)，或cloop(sys,sign)，Sign=1是正反馈Sign=-1是负反馈。lfeedback：用于求一般反馈系统传递函数。使用方法为feedback(num1,den1,num2,den2,sign)或者feedback(sys1,sys2,sign)。Sys2为反馈环节传递函数。例4：系统结构图如图1-6所示。使用Matlab求如下系统的传递函数。其中，，，G1(s)H(s)G2(s)R

8、(s)C(s)图1-6例4系统结构图解：步骤1，输入各环节传递函数如图1-7所示:标准文案实用文档图1-7输入个环节传递函数步骤2，求和串联后的传递函数如图1-8所示:图1-8串联G1和G2标准文案实用文档步骤3，求反馈后的传递函数如图1-9所示:图1-9反馈后传递函数例5：