东华大学自动控制原理实验一

各位同学请注意：1上机实验为1-8周，每次上机请按照第一次的座位坐。2请先自习上机内容，实验内容可参考指导书。39号机房座位安排见后面的名单，请按机位号入座，要点名哦。实验一 典型环节的MATLAB仿真一、实验目的1熟悉MATLAB桌面和命令窗口，初步了解SIMULINK功能模块的使用方法。2通过观察典型环节在单位阶跃信号作用下的动态特性，加深对各典型环节响应曲线的理解。3定性了解各参数变化对典型环节动态特性的影响。二、SIMULINK的使用MATLAB中SIMULINK是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包。利用SIMULINK功能模块可以快速的建立控制系统的模型，进行仿真和调试。1运行MATLAB软件，在命令窗口栏“”提示符下键入simulink命令，按Enter键或在工具栏单击按钮，即可进入如图1-1所示的SIMULINK仿真环境下。2选择File菜单下New下的Model命令，新建一个simulink仿真环境常规模板。精选文档3在simulink仿真环境下，创建所需要的系统。以图1-2所示的系统为例，说明基本设计步骤如下:精选文档1）进入线性系统模块库，构建传递函数。点击simulink下的“Continuous”，再将右边窗口中“Transfer Fen”的图标用左键拖至新建的“untitled”窗口。2）改变模块参数。在simulink仿真环境“untitled”窗口中双击该图标，即可改变传递函数。其中方括号内的数字分别为传递函数的分子、分母各次幂由高到低的系数，数字之间用空格隔开；设置完成后，选择OK，即完成该模块的设置。3）建立其它传递函数模块。按照上述方法，在不同的simulink的模块库中，建立系统所需的传递函数模块。例:比例环节用“Math”右边窗口“Gain”的图标。4）选取阶跃信号输入函数。用鼠标点击simulink下的“Source”，将右边窗口中“Step”图标用左键拖至新建的“untitled”窗口，形成一个阶跃函数输入模块。5）选择输出方式。用鼠标点击simulink下的“Sinks”，就进入输出方式模块库，通常选用“Scope”的示波器图标，将其用左键拖至新建的“untitled”窗口。6）选择反馈形式。为了形成闭环反馈系统，需选择“Math” 模块库右边窗口“Sum”图标，并用鼠标双击，将其设置为需要的反馈形式（改变正负号）。7）连接各元件，用鼠标划线，构成闭环传递函数。8）运行并观察响应曲线。用鼠标单击工具栏中的“”按钮，便能自动运行仿真环境下的系统框图模型。运行完之后用鼠标双击“Scope”元件，即可看到响应曲线。三、实验原理1比例环节的传递函数为 图1-3所示左侧为其对应的模拟电路右侧即为SIMULINK的图形。精选文档图1-3 比例环节的模拟电路及SIMULINK图形（2惯性环节的传递函数为图1-4所示左侧为其对应的模拟电路、右侧为SIMULINK图形。图1-4 惯性环节的模拟电路及SIMULINK图形 精选文档3积分环节(I)的传递函数为其对应的模拟电路及SIMULINK图形如图1-5所示。图1-5 积分环节的模拟电路及及SIMULINK图形4微分环节(D)的传递函数为 其对应的模拟电路及SIMULINK图形如图1-6所示。图1-6 微分环节的模拟电路及及SIMULINK图形精选文档5比例+微分环节（PD）的传递函数为其对应的模拟电路及SIMULINK图形如图1-7所示。图1-7 比例+微分环节的模拟电路及SIMULINK图形曲线精选文档6比例+积分环节（PI）的传递函数为 其对应的模拟电路及SIMULINK图形如图1-8所示。图1-8 比例+积分环节的模拟电路及SIMULINK图形曲线 7PID环节精选文档在SIMULINK环境下建立以上图例右侧的模型，通过仿真即可了解各类输入作用下的输出响应曲线。四、实验内容1 系统结构如下图，按下列各典型环节的传递函数，建立相应的SIMULINK仿真模型，观察并记录其单位阶跃响应波形。 比例环节 惯性环节 积分环节 微分环节 比例+微分环节（PD） 比例+积分环节（PI）精选文档2 建立如下的系统结构，选取若干个PID的参数，说明比例积分微分对输出响应的影响。（PID控制器在Simulink ExtrasAdditional LinearPID controller）以下二选一做A精选文档BB五、实验报告1画出各典型环节的SIMULINK仿真模型。2. 记录各环节的单位阶跃响应波形，并分析参数对响应曲线的影响。3. 写出实验的心得与体会。六、预习要求1熟悉各种控制器的原理和结构，画好将创建的SIMULINK图形。2预习MATLAB中SIMULINK的基本使用方法。精选文档上机座位安排 ： 9号机房机号学生代码学生姓名班级901130910228 付世界电气1302902130910324 火兴运电气1303903130940229 陈立自动化1302904130940504 李佳琪自动化1305905140150227 马嘉杰电气1403906140400529 余晨辉电气1403907140400530 贾勇电气1401908140800323 许玉轩电气1401909140910101 钱琳电气1401910140910102 郑雨馨电气1401911140910103 蔚凯歌电气1401912140910105 张雅宁电气1401913140910106 黄嘉莹电气1401914140910110 施磊电气1401915140910111 梁泓电气1401916140910115 崔光润电气1401917140910118 郑辉鹏电气1401918140910119 谢德镇电气1401919140910122 郝灵广电气1401920140910125 郑鼎丁电气1401921140910126 龚旭电气1401922140910128 洪灏电气1401923140910130 魏艺涵电气1401924140910201 王梅电气1402925140910215 张天昱电气1402926140910216 邱威铭电气1402927140910217 马人月电气1402928140910220 郭炳乾电气1402929140910221 刘恩佑电气1402930140910222 王鹏洲电气1402931140910223 傅阳电气1402932140910224 王振宇电气1402933140910225 黄胜捷电气1402934140910226 刘凡电气1402935140910229 周扬电气1402936140910301 朱金玲电气1403937140910302 杨如意电气1403精选文档938140910305 贺轶凡电气1403939140910309 权钊龙电气1403940140910311 赵栋祺电气1403941140910314 谢航电气1403942140910315 张文瀚电气1403943140910317 罗昆电气1403944140910318 聂文清电气1403945140910319 于任电气1403946140910321 刘训华电气1403947140910323 李伟健电气1403948140910324 徐嘉元电气1403949140910326 许耘彬电气1403950140910327 樊宁瑞电气1403951140910328 汤文兵电气1403952140940102 张采薇自动化1401953140940103 孙艺萌自动化1401954140940110 张江英自动化1401955140940111 张冬林卓越自动化1401956140940118 周建亮自动化1401957140940122 潘柯岩自动化1401958140940126 赵剑男自动化1401959140940131 卢徐豪自动化1401960140940132 贺天朗卓越自动化1401961140940135 李胤贤自动化1401962140940137 徐炫辉自动化1401963140940204 叶秀峰自动化1402964140940207 卢艺铭自动化1402965140940208 苟璐自动化1402966140940210 朱丹彤自动化1402967140940212 张浩卓越自动化1401968140940213 钦戈乐自动化1402969140940216 冯建鹏自动化1402970140940218 罗雪剑自动化1402971140940227 李文自动化1402972140940228 张晓广自动化1402973140940232 张月锟自动化1402974140940234 牛子聿自动化1402975140940307 蒿华自动化1403976140940312 章健自动化1403977140940315 吴涛自动化1403978140940317 杜圣卓越自动化1401979140940321 邓玉龙自动化1403精选文档980140940323 黄昕卓越自动化1401981140940325 杨芳自动化1403982140940327 李振宇自动化1403983140940328 李飞自动化1403984140940331 肖川杰卓越自动化1401985140940333 聂发明自动化1403986140940336 唐一雷自动化1403987140940401 伍艾艾自动化1404988140940405 何巧颖自动化1404989140940413 许友慎自动化1404990140940414 魏贇潇自动化1404991140940415 谢钦宇卓越自动化1401992140940416 罗杰自动化1404993140940418 徐振自动化1404994140940419 黄顺卓越自动化1401995140940421 刘翼荣卓越自动化1401996140940422 易昊朗自动化1404997140940423 吴尧卓越自动化1401998140940428 潘恒自动化1404999140940429 倪嘉惠自动化14049100140940430 周宸自动化14049101140940432 刘文豪自动化14049102140940434 康凯自动化14049103140940436 吴宇航卓越自动化14019104140940437 张辉品卓越自动化14019105140940438 王春灏自动化14049106141140214 陈利言电气14029107141140219 王文卓电气14029108141440108 竺怡娉电气1402 （注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!） 精选文档