计算机建模与仿真

实验项目名称:控制系统模型的建立与仿真实验学时: 4 同组学生姓名： 实验地点: 实验日期： 4 实验成绩: 批改教师: 批改时间: 一、实验目的和规定1熟悉MATLAB控制系统工具箱中线性控制系统传递函数模型的有关函数；2.熟悉SIMLINK 模块库,可以使用SIMULIK 进行控制系统模型的建立及仿真。二、实验仪器和设备1、PC机1台并安装MATLAB.以上版本。三、实验过程1. 熟悉线性控制系统传递函数模型的有关函数。（1)tf( )函数可用来输入系统的传递函数该函数的调用格式为 G= tf （ num, ); 其中um, den 分别为系统传递函数的分子和分母多项式系数向量。返回的G 为系统的传递函数形式。但如果分子或分母多项式给出的不是完全的展开的形式，而是若干个因式的乘积,则事先需要将其变换为完全展开的形式,两个多项式的乘积在MALAB下借用卷积求取函数conv( )得出,其调用格式为:conv(p1,p)MAB还支持一种特殊的传递函数的输入格式，在这样的输入方式下，应当先用s=tf(）定义传递函数算子，然后用数学体现式直接输入系统的传递函数。请自己通过下面两个例子来演示和掌握tf ()和s=tf（)算子这两种输入方式。例1 设系统传递函数 输入方式一：nu= 1， ， 3, 2；n= 1,2, ， 3， ； %分子多项式和分母多项式 G = tf ( num, den) 这样就获得系统的数学模型输入方式二:st（s）;G( s3 +5* s2 + 3* + 2)/( s4+ 3+ 4*2 3* s +1)任务一：将下列传递函数分别采用上面两种输入方式进行输入，并截图记录。 提示：借助nv( )函数获得分子和分母多项式系数(2）pk ()函数可得到控制系统的零极点形式的传递函数该函数的调用格式为 = zk （ Z,P，K） 其中为系统传函零极点形式的增益，Z,P 分别为系统传递函数的零点和极点列向量。返回的为传递函数形式。例 设系统传递函数 任务二：在MLA命令窗口中验证下面的命令，并截图记录。()已知传递数函的分子、分母多项式系数，可用t2zp（ )函数求出传函的零点向量、极点向量和增益。该函数的调用格式为Z, P，K t2zp （ nm, en ) 已知传递数函的零点、极点和增益,可用zptf( )函数求出传函的分子、分母多项式系数。该函数的调用格式为 um, den=zpf （Z,P,K)任务三：觉得例，练习这两个函数的使用,并截图记录。任务四:在SMULINK 环境下搭建阶跃响应时的模型，并用示波器观测输出波形,将示波器横轴终值修改为50,记录仿真图及示波器波形并截图记录。A) (传递函数形式）)(零极点形式）2. 求图示系统的传递函数，其中K1=1，K2=0。. 已知系统状态空间模型为:求其零极点模型。4系统的零极点增益模型如下：求系统的传递函数模型和状态空间模型。 四、实验成果与分析1、写出控制系统的几种传递函数模型,它们之间是如何互相转换的?()C(s)R() =(b1Sm+2m-1+bm)/(a12Sn-1an) =()/de(s）在MATLAB中,用函数命令tf( )来建立控制系统的传函模型，或者将零极点增益模型、状态空间模型转换为传函模型。( )函数命令的调用格式为：（圆括号中的逗号不能用空格来替代) sys tf(um,en)=tf (nu，den） 其中,函数的返回变量ss或 为持续系统的传函模型；函数输入参量num和e分别为系统的分子分母多项式的系数向量。conv()函数为原则的MALA函数,用来求取2个向量的卷积,多项式乘法也可用此函数来计算。con()函数容许任意地多层嵌套,从而表达复杂的计算。、说说你在使用MTB软件进行控制系统建模与仿真过程中所遇到的问题和解决的措施。（不少于50字)在本次实验中，我加深了对此软件的结识，理解其在自动控制中的重要作用。通过从本次实验的锻炼,提高了自己的动手能力和自我学习能力。不懂时会查书籍和问题讨论。努力锻炼我对于这个软件的运用能力跟理解能力。实验项目名称: 复杂系统的仿真 实验学时： 8 同组学生姓名： 实验地点: 30 实验日期： . 实验成绩: 批改教师: 批改时间： 一、实验目的和规定1可以结合根据本专业问题建立一种复杂系统的模型;2可以使用MULINK工具进行复杂系统模型的建立及仿真。二、实验仪器和设备1、C机1台并安装ALAB7.0以上版本。三、实验过程1、同步发电机的原理及短路分析的建模与仿真；2、单相半波可控整流电路的建模与仿真;、单相桥式全控整流电路建模与仿真;、三相半波可控整流电路建模与仿真;、三相半波有源逆变电路建模与仿真；6、三相桥式半控整流电路建模与仿真。单相半波可控整流电路的建模与仿真:电路图如下:1、对模型参数做合适设立如下:1）对sees RL ach模型，设=1， 0, C=inf（电阻负载)对detaile tyritor模型，设Ro0.1, o=0H,Vf0.8V,Ic=0A,I1(擎住电流)=0A,Tq(关断时间）=0s,Rs=，L=250e-9(注:l和T设为零,是为了提高工作速度)3）对AC otge souce模型,幅值=100V,初相位0度，频率=0Hz。）对pulse geerar模型，幅值=10，周期0.0s，脉宽占整个周期=20，相位延迟=(1/50)（6060）s=1/30s(即触发角=60度)5）对dtaied tyritr模型，其有个m输出端，该端口可以用来测量晶闸管上的电压和电流。、设立仿真参数：在smatm菜单下用cofigutio meers命令打开仿真参数对话框.在对话框中设立开始时间0s和终结时间.8s,选择ode23t算法，其她参数保持默认值3、 将负载参数改为R=, L.1H， C=nf（电感负载)，得波形如下：4、将负载参数改为R=8， L0.7H, C=if(阻感负载),并接有续流二极管(续流管参数同晶闸管参数),增长一种电流测量装置用于测量负载电流,模型和波形如下图所示：四、实验成果与分析1、写出你在碰见课本上没有的mlk仿真模块，自己如何学习其使用的？一方面是跟同窗们交流,然后查阅资料，上网搜索有关内容,理解并运用。2、说说你在进行复杂系统建模与仿真过程中遇到的问题和解决的措施。(不少于0字)对于做复杂电路的建模的时候，还是有挺多的疑问,由于不懂得对的性因此同窗之间均有探讨跟思考。在理解问题,查阅书籍,上网搜索后进行解答并理解这些系统的原理，这样后来再遇到这些类似的题目，能更快的解决方案。