资源描述：
《机电一体化实验指导书.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、实验一计算机控制系统时间响应分析一、实验目的1．培养学生初步的MATLAB编程能力；2．培养学生初步利用MATLAB对离散控制系统进行时域、频域分析的能力。二、实验原理及方法1．对如下离散控制系统进行单位阶跃响应、单位脉冲响应的仿真：8.06.15.14.32)(22+−+−=ZZZzzG2．用到的控制系统工具箱函数有：dstep()离散时间阶跃响应dbode()离散波特图dimpulse()离散时间单位脉冲响应dnyquist()离散Nyquist图3．可参考如下MATLAB语言仿真样例程序进行编程：num=[2-3.
2、41.5];den=[1-1.60.8];%画离散单位阶跃响应曲线[y,x]=dstep(num,den)subplot(2,2,1)plot(y,'.r')gridxlabel('Time/s');ylabel('Amplitude');title('Discretestepresponse')%画离散单位脉冲响应曲线[y,x]=dimpulse(num,den);subplot(2,2,2)plot(y,'.g')gridxlabel('Time/s');ylabel('Amplitude');title('Disc
3、reteimpulseresponse')%画离散系统bode图subplot(2,2,3)1dbode(num,den,0.1);title('DiscreteBodePlot')grid%画离散系统的nyquist图subplot(2,2,4)dnyquist(num,den,0.1)title('DiscreteNyquistPlot')grid4．参考仿真结果曲线如下：-0.500.511.52Time/sAmplitudeDiscretestepresponse-1012Time/sAmplitudeDiscr
4、eteimpulseresponse-20020Magnitude(dB)10--90090Phase(deg)-2024-4-2024-2dB-4dB0dB10dB6dB-10dB4dB2dB-6dBDiscreteBodePlotFrequency(rad/sec)DiscreteNyquistPlotRealAxisImaginaryAxis三、实验仪器及材料1．计算机一台；2．MATLAB平台；3．打印机一台。四、实验步骤1．开机，进入MATLAB记事本窗口；2．新建“**．M”文件，输入程序，保存“**．M”文
5、件；3．进入命令窗口，运行“**．M”文件，实现仿真；2实验二伺服电机控制系统仿真一、实验目的1．初步掌握在MATLAB环境下，用Simulink建立系统模型2．培养学生对系统线性化模型进行仿真的能力。二、实验原理及方法Simulink是MATLAB里的一个实现动态系统建模、仿真与分析的仿真集成环境软件工具包(DynamicSystemSimulation)，是控制系统计算与仿真最先进的高效工具。主要的功能是实现动态系统建模、仿真与分析，从而可以在实际系统制作出来之前，预先对系统进行仿真与分析，并可以对系统做适当的实时修
6、正或者按照仿真的最佳效果来调试及整定控制系统的参数，以提高系统的性能，减少系统设计过程中反复修改的时间，实现高效率地开发系统的目标。Simulink过利用模块组合的方法可以方便用户快速、准确地创建动态系统的计算机模型。它可以用来模拟线性与非线性系统，连续与非连续系统，或者这些混合的系统，是强大的系统仿真工具。Simulink的每一个模块实际上都是一个系统，一个典型的Simulink模块包括输入、状态和输出三个部分：●输入模块：即信号源模块，包括常数信号源、函数信号发生器和用户自定义信号；●状态模块：即被模拟的系统模块，它
7、是Simulink的中心模块，是系统建模的核心和主要部分；Simu1ink的状态模块可以是连续的、离散的，或者是它们二者的结合。在MATLAB中，用函数tf（）来建立控制系统的传递函数模型，或者将零极点模型或或者状态空间模型转换为传递函数模型。函数命令的调用格式为：sys=tf（mun，den）sys=tf（mun，den，ts）sys=tf（mun，den）函数返回的变量sys为连续系统的传递函数模型。函数输入参量mun与den分别为系统的分子与分母多项式系数向量。sys=tf（mun，den，ts）函数返回的变量sy
8、s为离散系统的传递函数模型。函数输入参量mun与den的含义同上，ts为采样周期，当ts=-1或者ts=0时，则系统的采样周期未定义。●输出模块：即信号显示模块，它能够以图形方式、文件格式进行显示，也可以在MATLAB的工作空间显示，输出模块主要集中在Sinks库。在Simulink中，模块都是用矢量来表示这三个部分
