1、给定消息信号)4sin()2cos()(t e t t x t ππ-+=，100≤≤t ，使用该信号以AM 方式调制一个载波频率为300Hz ，幅度为1的正弦载波，试求：
（1）消息信号的频谱和已调信号的频谱。
（2）消息信号的功率和已调信号的功率。
2、用Simulink重做项目1。
实验一 基于Matlab 的控制系统模型 姓名 学号 班级 一、实验目的 1) 熟悉Matlab 的使用环境，学习Matlab 软件的使用方法和编程方法。 2) 学习使用Matlab 进行各类数学变换运算的方法。 3) 学习使用Matlab 建立控制系统模型的方法。 二、实验原理 1. 香农采样定理 对一个具有有限频谱的连续信号f (t )进行连续采样，当采样频率满足ωs ≥ωmax 时，采样信号f *(t )能无失真的复现原连续信号。 (1) 作信号f (t )=5e 10t 和f *(t ) =5e 10kT 的曲线，比较采样前后的差异。 0.05 0::0.5 5*(10*) subplot(2,1,1) plot(,) grid subplot(2,1,2) stem(,) grid T t T f exp t t f t f ===- 请改变采样周期T ，观察不同的采样周期下的采样效果。
(2) 频谱曲线 50:1:50 5./(100.^2) (,)w F sqrt w plot w F grid =-=+ 若|F (j ωmax ) |=0.1|F (0)|，选择合理的采样周期T 并验加以证。 400:20:400 200 2*/05/*(1./(100.^2)) 15/*(1./(100().^2)) 25/*(1./(100().^2)) (,0,,1,,2) w ws Ts pi ws F Ts sqrt w F Ts sqrt w ws F Ts sqrt w ws plot w F w F w F grid =-===+=+-=++ 请改变采样频率，观察何时出现频谱混叠？ 2. 拉式变换和Z 变换 (1) 使用Matlab 求函数的拉氏变换 拉式变换： 反拉氏变换： ()()()()()()2 222 1exp -*123*exp -*4sin *5exp -*s 11/(1) 21/()31/4/() 51/(*(2)*(*c 3)o ) s *yms syms a w t f a t laplace f f t f t a t f s a f s ilaplace f f s a f s f w s w f s s s w t f a t w t ==+==+====++== (2) 使用Matlab 求函数的Z 变换 Z 变换： 反Z 变换：
实验七 SIMULINK 仿真集成环境 一、实验目的 熟悉SIMULINK 的模型窗口、熟练掌握SIMULINK 模型的创建，熟练掌握常用模块的操作及其连接。 二、实验内容 (1) SIMULINK 模型的创建和运行。 (2)一阶系统仿真 三、实验步骤 1. Simulink 模型的创建和运行 (1) 创建模型。 ① 在MATLAB 的命令窗口中输入simulink 语句，或者单击MATLAB 工具条上的SIMULINK 图标，SIMULINK 模块库浏览器。 ②在MA TLAB 菜单或库浏览器餐单中选择File|New|Model ，或者单击库浏览器的图标，即可新建一个“untitle ”的空白模型窗口。 ③打开“Sources ”模块库，选择“Sine Wave ”模块，将其拖到模型窗口，再重复一次；打开“Math Operatioins ”模块库选取“Product ”模块；打开“Sinks ”模块库选取“Scope ”模块。 (2) 设置模块参数 ① 修改模块注释。单击模块的注释处，出现虚线的编辑框，在编辑框中修改注释。 ② 双击下边“Sine Wave ”模块，弹出参数对话框，浆“Frequency ”设置为100；双击“Scope ”模块，弹出示波器窗口，然后单击示波器图标，弹出参数对话框，修改示波器的通道数“Number of axes ”为3. ③如图所示，用信号线连接模块。 (3) 启动仿真 ① 单击工具栏上的图标或者选择Simulation|Start 菜单项，启动仿真；然后双击“Scope ”模块弹出示波器窗口，可以看到波形图。 ② 修改仿真步长。在模块窗口的Simulation 菜单下选择“Configuration Parameters ”命令，把“Max step size ”设置为0.01；启动仿真，观察波形是不是比原来光滑。 ③再次修改“Max step size ”为0.001；设置仿真终止时间为10s ；启动仿真，单击示波器工具栏中的按钮，可以自动调整显示范围，可以看到波形的起点不是零点，这是因为步长改小后，数据量增大，超出了示波器的缓冲。 浆示波器的参数对话框打开，选择“Data history ”页，把“Limit data point tolast ”设置为10000；再次启动仿真，观察示波器将看到完整的波形。 2.. 一阶系统仿真 使用阶跃信号作为输入信号，经过传递函数为1 6.01 s 的一阶系统，观察其输出。 ①设置“Step ”模块的“Step time ”为0；浆仿真参数的最大步长“Max step size ”设置为0.01. 把结果数据输出到工作空间。 ②打开“Sources ”模块库，选取“Clock ”模块添加到模型窗口中。 ③代开“Sinks ”模块库，选取两个“To workspace ”模块添加到模型窗口中，两个模块分别连接输出和“Clock ”模块。
控制系统的MATLAB仿真与设计课后答案
>>z=-4*sqrt(2)*sin(t); >>plot3(x,y,z,'p'); >>title('Line in 3-D Space'); >>text(0,0,0,'origin'); >>xlabel('X'),ylable('Y'),zlable('Z');grid; 4>>theta=0:0.01:2*pi; >>rho=sin(2*theta).*cos(2*theta); >>polar(theta,rho,'k'); 5>>[x,y,z]=sphere(20); >>z1=z; >>z1(:,1:4)=NaN; >>c1=ones(size(z1)); >>surf(3*x,3*y,3*z1,c1); >>hold on >>z2=z; >>c2=2*ones(size(z2)); >>c2(:,1:4)=3*ones(size(c2(:,1:4))); >>surf(1.5*x,1.5*y,1.5*z2,c2); >>colormap([0,1,0;0.5,0,0;1,0,0]); >>grid on >>hold off 第四章 1>>for m=100:999 m1=fix(m/100); m2=rem(fix(m/10),10); m3=rem(m,10); if m==m1*m1*m1+m2*m2*m2+m3*m3*m3 disp(m) end end 2M文件：function[s,p]=fcircle(r) s=pi*r*r; p=2*pi*r; 主程序： [s,p]=fcircle(10) 3>>y=0;n=100; for i=1:n y=y+1/i/i; end >>y
MATLAB/Simulink 电力系统建模与仿真 实验报告 姓名：****** 专业：电气工程及其自动化 班级：******************* 学号：*******************
实验一无穷大功率电源供电系统三相短路仿真 1.1 无穷大功率电源供电系统仿真模型构建 运行MATLAB软件，点击Simulink模型构建，根据电路原理图，添加下列模块： （1）无穷大功率电源模块（Three-phase source） （2）三相并联RLC负荷模块（Three-Phase Parallel RLC Load） （3）三相串联RLC支路模块（Three-Phase Series RLC Branch） （4）三相双绕组变压器模块（Three-Phase Transformer (Two Windings)） （5）三相电压电流测量模块（Three-Phase V-I Measurement） （6）三相故障设置模块（Three-Phase Fault） （7）示波器模块（Scope） （8）电力系统图形用户界面（Powergui） 按电路原理图连接线路得到仿真图如下： 1.2 无穷大功率电源供电系统仿真参数设置 1.2.1 电源模块 设置三相电压110kV，相角0°，频率50Hz，接线方式为中性点接地的Y形接法，电源电阻0.00529Ω，电源电感0.000140H，参数设置如下图：
1.2.2 变压器模块 变压器模块参数采用标幺值设置，功率20MVA，频率50Hz，一次测采用Y型连接，一次测电压110kV，二次侧采用Y型连接，二次侧电压11kV，经过标幺值折算后的绕组电阻为0.0033，绕组漏感为0.052，励磁电阻为909.09，励磁电感为106.3，参数设置如下图： 1.2.3 输电线路模块 根据给定参数计算输电线路参数为：电阻8.5Ω，电感0.064L，参数设置如下图： 1.2.4 三相电压电流测量模块 此模块将在变压器低压侧测量得到的电压、电流信号转变成Simulink信号，相当于电压、电流互感器的作用，勾选“使用标签（Use a label）”以便于示波器观察波形，设置电压标签“Vabc”，电流标签“Iabc”，参数设置如下图：
班级 姓名 学号 XXXXXX电子与信息工程学院实验报告册 课程名称：自动控制原理实验地点： 实验时间同组实验人： 实验题目：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、实验原理及SIMULINK图形： 1．比例环节的传递函数为22 12 11 ()2100,200 Z R G s R K R K Z R =-=-=- == 其对应的模拟电路及SIMULINK图形如图1-3所示。 2．惯性环节的传递函数为 2 21 121 121 2 ()100,200,1 10.21 R Z R G s R K R K C uf Z R C s =-=-=-=== ++ 其对应的模拟电路及SIMULINK图形如图1-4所示。 3．积分环节(I)的传递函数为 uf C K R s s C R Z Z s G1 , 100 1.0 1 1 ) ( 1 1 1 1 1 2= = - = - = - = 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 图1-4 惯性环节的模拟电路及SIMULINK图形
4．微分环节(D)的传递函数为 uf C K R s s C R Z Z s G 10,100)(111112==-=-=-= uf C C 01.012=<< 其对应的模拟电路及SIMULINK 图形如图1-6所示。 5．比例+微分环节（PD ）的传递函数为 )11.0()1()(111212+-=+-=-=s s C R R R Z Z s G uf C C uf C K R R 01.010,10012121=<<=== 其对应的模拟电路及SIMULINK 图形如图1-7所示。 6．比例+积分环节（PI ）的传递函数为 )11(1)(11212s R s C R Z Z s G +-=+-=-= uf C K R R 10,100121=== 其对应的模拟电路及SIMULINK 图形如图1-8所示。 三、实验设备： 计算机 Matlab 软件 四、试验内容： 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。 ① 比例环节1)(1=s G 和2)(1=s G ； ② 惯性环节11)(1+= s s G 和1 5.01)(2+=s s G ③ 积分环节s s G 1)(1= ④ 微分环节s s G =)(1 ⑤ 比例+微分环节（PD ）2)(1+=s s G 和1)(2+=s s G 图1-6 微分环节的模拟电路及及SIMULINK 图形 图1-7 比例+微分环节的模拟电路及SIMULINK 图形 图1-8 比例+积分环节的模拟电路及SIMULINK 图形曲线
第一章习题 3.请指出以下的变量名（函数名、M文件名）中，哪些是合法的？Abc 2004x lil-1 wu_2004 a&b qst.u _xyz 解：合法的变量名有：Abc wu_2004 4．指令窗操作 （1）求[12+2×（7-4）]÷32的运算结果 解：>> [12+2*(7-4)]/3^2 ans = 2 （2）输入矩阵A=[1，2，3；4，5，6；7，8，9]，观察输出。解：>> A=[1,2,3;4,5,6;7,8,9] A = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 （3）输入以下指令，观察运算结果； clear;x=-8:0.5:8; y=x'; X=ones(size(y))*x; Y=y*ones(size(x)); R=sqrt(X.^2+Y.^2)+eps;
Z=sin(R)./R; mesh(X,Y,Z); colormap(hot) xlabel('x'),ylabel('y'),zlabel('z') 解： 7．指令行编辑 （1）依次键入以下字符并运行：y1=2*sin(0.3*pi)/(1+sqrt(5)) 解：>>y1=2*sin(0.3*pi)/(1+sqrt(5)) y1 = 0.5000 (2)通过反复按键盘的箭头键，实现指令回调和编辑，进行新的计算；y2=2*cos(0.3*pi)/(1+sqrt(5)) 解：>>y2=2*cos(0.3*pi)/(1+sqrt(5)) y2 =
0.3633 11.编写题4中（3）的M脚本文件，并运行之。解：
第二章习题 1.在指令窗中键入x=1:0.2:2和y=2:0.2:1,观察所生成的数组。 解:>> x=1:0.2:2 x = 1.0000 1.2000 1.4000 1.6000 1.8000 2.0000 >> y=2:0.2:1 y = Empty matrix: 1-by-0 2．要求在[0，2π]上产生50个等距采样数据的一维数组，试用两种不同的指令实现。 解： y1=0:2*pi/49:2*pi y2=linspace(0,2*pi,50) 3.计算e -2t sint ，其中t 为[0，2π]上生成的10个等距采样的数组。 解：>> t=linspace(0,2*pi,10); x=exp(-2*t).*sin(t) x = 0 0.1591 0.0603 0.0131 0.0013 -0.0003 -0.0002 -0.0001 -0.0000 -0.0000 4.已知A=??????4321 , B=?? ????8765,计算矩阵A 、B 乘积和点乘. 解：>> A=[1,2;3,4]; B=[5,6;7,8]; x=A*B x =
第1 页共11 页 倒立摆系统的建模及Matlab仿真 1.系统的物理模型 考虑如图(1)所示的倒立摆系统。图中，倒立摆安装在一个小车上。这里仅考虑倒立摆在图面内运动的二维问题。 图(1)倒立摆系统 假定倒立摆系统的参数如下。 摆杆的质量：m=0.1g l=1m小车的质量：摆杆的长度：2重力加速度：g=9.8m/M=1kg s摆杆的质量在摆杆的中心。 设计一个控制系统，使得当给定任意初始条件(由干扰引起)时，最大超调量?≤10%，调节时间ts ≤4s ，通过小车的水平运动使倒立摆保持在垂直位置。 2.系统的数学模型 2.1建立倒置摆的运动方程并将其线性化。 为简化问题，在数学模型中首先假设：1)摆杆为刚体；2）忽略摆杆与支点之间的摩擦；3）忽略小车与接触面间的摩擦。 ?）,在u设小车瞬时位置为z,摆心瞬时位置为（作用下，小车及摆均产生加速远 动，sin?lz根据牛顿第二定律，在水平直线远动方向的惯性力应与u平衡，于是有 22dzd?)?sinu?M?m(zl22dtdt???2????z(M?mml?)cos?mlusin? 即：??①
绕摆轴转动的惯性力矩与重力矩平衡，因而有． 第2 页共11 页 2??d??? sin??lcosm(z?lsinmgl)??2dt?????22???????即： nis?l?ocgcosincoszs?ls??② 以上两个方程都是非线性方程，为求得解析解，需作线性化处理。由于控制的目的是保持倒立摆直?2?????且可忽略则，立，在试驾合适的外力条件下，假定θ很小，接近于零时合理的，1sincos??,项。于是有 ???M?zm?u?ml??)(③ ????g?z?l??④联立求解可得1mg?u?z????MM 1)?m(M????u??MlMl 列写系统的状态空间表达式。2.2??T xx,x,x,，选取系统变量则 xx,x,xx?,42134123xx??211mgux???x?32MM x?x?431)(M?mu?x?x? 34MlMl 即00100????z??1mg??????000?z?????d MM??Bu?Ax?xux????????00001???dt????1gm?(M)????000??????? MlMl??????Cx?0?y?xx1001代入数据计算得到：0100????000?1??????T0D,?0??1BA?,?001,C100??1000??00011?? 11 页3 页共第 3.设计控制器3.1判断系统的能控性和稳定性 1100????0011????23BBAABAB?Q?故被控对象完全可控， rank()=4,Q kk??11?0?10??011?10???22???11?。出现大于零的特征值，故被，，0 解得特征值为 0由特征方程0??11I?A?)(控对象不稳定3.2确定希望的极点， 另一对为远极点，认为系统性能主要由主导，选其中一对为主导极点和希望的极点n=4ss21极点决定，远极点只有微小影响。根据二阶系统的关系式，先确定主导极点???42??1????10.?e??t1.67?有，闭环可得；取误差带，于是取，则6.?059?0.02.?0? pns??n2????1?js??=-10.8j,远极点选择使它和原点的距离大于主导极点与原点 距离主导极点为?n,21s??15倍，取的54,33.3采用状态反馈方法使系统稳定并配置极点 ??kkkk?k；状态反馈系统的状态方程，馈状态反的控制规律为为kxu??3102?，其
实验三 SIMULINK 仿真实验 一、实验目的 1.熟悉Simulink 的操作环境并掌握绘制系统模型的方法。 2.掌握Simulink 中子系统模块的建立与封装技术。 3.对简单系统所给出的数学模型能转化为系统仿真模型并进行仿真分析。 二、实验设备及条件 计算机一台（带有MATLAB7.0软件环境）。 三、实验内容 1.建立下图5-1所示的Simulink 仿真模型并进行仿真，改变Gain 模块的增益，观察Scope 显示波形的变化。 图3-1 正弦波产生及观测模型 2．利用Simulink 仿真下列曲线，取πω2=。 t t t t t t x ωωωωωω9sin 9 17sin 715sin 513sin 31sin )(++++=。 仿真参考模型如下图3-2，Sine Wave5模块参数设置如下图3-3，请仿真其结果。
图3-2 ()x t 的仿真参考模型图 图3-3 Sine Wave5模块参数设置图 3. 已知某控制系统的传递函数如题3-4图所示。试利用SIMULINK 建模仿真，并用示波器显示该系统的阶跃响应曲线。(注：系统中e －0.4 s 环节表示的是控制中的延时环节，可用SIMULINK 的连续系统模块库中的“Transport Delay”模块表示) 图3-4 4、已知某控制系统的传递函数如题3-5图所示。 试利用SIMULINK 建模，并实现以下功能： (1) 将已建模型转化为一个名为“mysys”的子系统； (2) 将已建子系统进行适当的封装； (3) 封装完毕后双击子系统图标，在弹出的属性设置窗口中对变量进行赋值(Tm = 0.5，Tp = 1)，并在模型中加入源模块和显示模块，观察系统的阶跃响应曲线。
实验目录 实验一：Matlab环境熟悉与基本运算（设计型）实验二：Matlab语言程序设计(设计型） 实验三：控制系统模型的建立（设计型） 实验四：Simulink仿真入门（验证型） 实验五：控制系统时域仿真分析（设计型） 实验六：Simulink环境下时域仿真 实验七：控制系统根轨迹仿真分析 实验八：控制系统频域仿真分析（设计型）
1、矩阵运算（1）矩阵的乘法 A=[1 2;3 4]; B=[5 5;7 8]; y=A^2*B y = 105 115 229 251 （2）矩阵除法 A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]; B=[1 0 0;0 2 0;0 0 3]; y1=A\B 警告: 矩阵接近奇异值，或者缩放错误。结果可能不准确。RCOND = 1.541976e-18。y1 = 1.0e+16 * -0.4504 1.8014 -1.3511 0.9007 -3.6029 2.7022 -0.4504 1.8014 -1.3511 y2=A/B y2 = 1.0000 1.0000 1.0000 4.0000 2.5000 2.0000 7.0000 4.0000 3.0000 （3）矩阵的转置及共轭转置 A=[5+i,2-i,1;6*i,4,9-i]; y1=A.' y1 = 5.0000 + 1.0000i 0.0000 + 6.0000i 2.0000 - 1.0000i 4.0000 + 0.0000i 1.0000 + 0.0000i 9.0000 - 1.0000i y2=A' y2 = 5.0000 - 1.0000i 0.0000 - 6.0000i 2.0000 + 1.0000i 4.0000 + 0.0000i 1.0000 + 0.0000i 9.0000 + 1.0000i 实验名称：Matlab环境熟悉与基本运算（设计型）
实验一 MATLAB 及仿真实验（控制系统的时域分析） 一、实验目的 学习利用MATLAB 进行控制系统时域分析，包括典型响应、判断系统稳定性和分析系统的动态特性； 二、预习要点 1、 系统的典型响应有哪些？ 2、 如何判断系统稳定性？ 3、 系统的动态性能指标有哪些？ 三、实验方法 （一） 四种典型响应 1、 阶跃响应： 阶跃响应常用格式： 1、)(sys step ；其中sys 可以为连续系统，也可为离散系统。 2、),(Tn sys step ；表示时间围0---Tn 。 3、),(T sys step ；表示时间围向量T 指定。 4、),(T sys step Y =；可详细了解某段时间的输入、输出情况。 2、 脉冲响应： 脉冲函数在数学上的精确定义：0 ,0)(1)(0 ?==?∞ t x f dx x f 其拉氏变换为：)()()()(1 )(s G s f s G s Y s f === 所以脉冲响应即为传函的反拉氏变换。 脉冲响应函数常用格式： ① )(sys impulse ； ② ); ,();,(T sys impulse Tn sys impulse ③ ),(T sys impulse Y = （二） 分析系统稳定性 有以下三种方法： 1、 利用pzmap 绘制连续系统的零极点图； 2、 利用tf2zp 求出系统零极点； 3、 利用roots 求分母多项式的根来确定系统的极点 （三） 系统的动态特性分析 Matlab 提供了求取连续系统的单位阶跃响应函数step 、单位脉冲响应函数impulse 、零输入响应函数initial 以及任意输入下的仿真函数lsim.
Simulink 比值控制课后答案 作业题目： 在例一中如系统传递函数为43 ()151s G s e s -= +，其他参数不变，试对其进行单闭环比 值控制系统仿真分析，并讨论43 ()151 s G s e s -=+分母中“15”变化10%±时控制系统的鲁棒 性。 （1）分析从动量无调节器的开环系统稳定性。 由控制理论知，开环稳定性分析是系统校正的前提。系统稳定性的分析可利用Bode 图进行，编制MATLAB Bode 图绘制程序（M-dile ）如下： clear all close all T=15;K0=3;tao=4; num=[K0];den=[T,1]; G=tf(num,den,'inputdelay',tao); margin(G) 执行该程序得系统的Bode 图如图所示，可见系统是稳定的。幅值裕量为6.77dB ，对应增益为2.2。 -40-30-20-100 10M a g n i t u d e (d B )10 10101010 -2160 -1800-1440-1080-720 -3600P h a s e (d e g ) Bode Diagram Gm = 6.77 dB (at 0.431 rad/sec) , P m = 66.3 deg (at 0.189 rad/sec) Frequency (rad/sec) （2）选择从动量控制器形式及整定其参数。 根据工程整定的论述，选择PI 形式的控制器，即() I p K G s K s =+ 。本处采用稳定边界法整定系统。先让I K =0，调整p K 使系统等幅振荡（由稳定性分析图知在p K =2.2附近时系统震荡），即使系统处于临界稳定状态。
实验一 用MATLAB 处理线性系统数学模型 [说明] 一个控制系统主要由被控对象、测量装置、控制器和执行器四大部分构成。MATLAB 软件的应用对提高控制系统的分析、设计和应用水平起着十分重要的作用。采用MATLAB 软件仿真的关键问题之一是在MATLAB 软件平台上怎样正确表示被控对象的数学模型。 [实验目的] 1．了解MATLAB 软件的基本特点和功能； 2．掌握线性系统被控对象传递函数数学模型在MATLAB 环境下的表示方法及转换； 3．掌握多环节串联、并联、反馈连接时整体传递函数的求取方法； 4． 掌握在SIMULINK 环境下系统结构图的形成方法及整体传递函数的求取方法； 5．了解在MATLAB 环境下求取系统的输出时域表达式的方法。 [实验指导] 一、被控对象模型的建立 在线性系统理论中，一般常用的描述系统的数学模型形式有： （1）传递函数模型——有理多项式分式表达式 （2）传递函数模型——零极点增益表达式 （3）状态空间模型（系统的内部模型） 这些模型之间都有着内在的联系，可以相互进行转换。 1、传递函数模型——有理多项式分式表达式 设系统的传递函数模型为 111011 1......)()()(a s a s a s a b s b s b s b s R s C s G n n n n m m m m ++++++++= =---- 对线性定常系统，式中s 的系数均为常数，且a n 不等于零。 这时系统在MATLAB 中可以方便地由分子和分母各项系数构成的两个向量唯一地确定，这两个向量常用num 和den 表示。 num=[b m ,b m-1,…,b 1,b 0] den=[a n ,a n-1,…,a 1,a 0]
电机与拖动控制实验及其MATLAB仿真： 《电机与拖动控制实验及其MATLAB仿真》是2014年11月18日清华大学出版社出版的图书，作者是曹永娟。 内容简介： 本书分上、下两篇。上篇为电机与拖动控制实验教程，针对MCL 系列电机实验教学系统进行介绍，包括变压器、同步电机、异步电机、直流电机以及直流调速系统、交流调速系统拖动控制实验内容。 目录： 上篇电机与拖动控制实验 第1章电机实验装置和基本要求 1.1MCLⅡ型电机教学实验台 1.2实验装置和挂件箱的使用 1.2.1MCLⅡ型电机实验装置交流及直流电源操作说明 1.2.2仪表的使用 1.2.3挂件箱的使用 1.2.4交直流电机的使用 1.2.5导轨、测速发电机及转速计的使用 第2章电机与拖动控制实验基本要求和安全操作规程 2.1实验基本要求 2.2实验前的准备 2.3实验的进行 2.4实验报告
2.5实验安全操作规程 第3章变压器实验 3.1单相变压器 3.1.1实验目的 3.1.2预习要点 3.1.3实验项目 3.1.4实验设备及仪器 3.1.5实验方法 3.1.6实验报告 3.2三相变压器 3.2.1实验目的 3.2.2预习要点 3.2.3实验项目 3.2.4实验设备及仪器 3.2.5实验方法 3.2.6实验报告 3.3三相变压器的连接组和不对称短路3.3.1实验目的 3.3.2预习要点 3.3.3实验项目 3.3.4实验设备及仪器 3.3.5实验方法
3.3.6实验报告 3.3.7附录 3.4三相变压器的并联运行3. 4.1实验目的 3.4.2预习要点 3.4.3实验项目 3.4.4实验设备及仪器 3.4.5实验方法 3.4.6实验报告 第4章同步电机实验 4.1三相同步发电机的运行特性4.1.1实验目的 4.1.2预习要点 4.1.3实验项目 4.1.4实验设备及仪器 4.1.5实验方法 4.1.6实验报告 4.1.7思考题 4.2三相同步发电机的并联运行4.2.1实验目的 4.2.2预习要点 4.2.3实验项目
第二章 1>>x=[15 22 33 94 85 77 60] >>x(6) >>x([1 3 5]) >>x(4:end) >>x(find(x>70)) 2>>T=[1 -2 3 -4 2 -3] ; >>n=length(T); >>TT=T'; >>for k=n-1:-1:0 >>B(:,n-k)=TT.^k; >>end >>B >>test=vander(T) 3>>A=zeros(2,5); >>A(:)=-4:5 >>L=abs(A)>3 >>islogical(L) >>X=A(L) 4>>A=[4,15,-45,10,6;56,0,17,-45,0] >>find(A>=10&A<=20) 5>>p1=conv([1,0,2],conv([1,4],[1,1]));
>>p2=[1 0 1 1]; >>[q,r]=deconv(p1,p2); >>cq='商多项式为'; cr='余多项式为'; >>disp([cq,poly2str(q,'s')]),disp([cr,poly2str(r,'s')]) 6>>A=[11 12 13;14 15 16;17 18 19]; >>PA=poly(A) >>PPA=poly2str(PA,'s') 第三章 1>>n=(-10:10)'; >>y=abs(n); >>plot(n,y,'r.','MarkerSize',20) >>axis equal >>grid on >>xlabel('n') 2>>x=0:pi/100:2*pi; >>y=2*exp(-0.5*x).*sin(2*pi*x); >>plot(x,y),grid on; 3>>t=0:pi/50:2*pi; >>x=8*cos(t); >>y=4*sqrt(2)*sin(t); >>z=-4*sqrt(2)*sin(t); >>plot3(x,y,z,'p');
Simulink 建模方法 在一些实际应用中，如果系统的结构过于复杂，不适合用前面介绍的方法建模。在这种情况下，功能完善的Simulink 程序可以用来建立新的数学模型。Simulink 是由Math Works 软件公司1990年为MATLAB 提供的新的控制系统模型图形输入仿真工具。它具有两个显著的功能：Simul(仿真)与Link(连接)，亦即可以利用鼠标在模型窗口上“画”出所需的控制系统模型。然后利用SIMULINK 提供的功能来对系统进行仿真或线性化分析。与MATLAB 中逐行输入命令相比，这样输入更容易，分析更直观。下面简单介绍SIMULINK 建立系统模型的基本步骤： （1） SIMULINK 的启动：在MATLAB 命令窗口的工具栏中单击按钮或者在命令提示符>>下键入simulink 命令，回车后即可启动Simulink 程序。启动后软件自动打开Simullink 模型库窗口，如图 7所示。这一模型库中含有许多子模型库，如Sources(输入源模块库)、Sinks(输出显示模块库)、Nonlinear(非线性环节)等。若想建立一个控制系统结构框图，则应该选择File| New 菜单中的Model 选项，或选择工具栏上new Model 按钮，打开一个空白的模型编辑窗口如图 8所示。 (2) 画出系统的各个模块：打开相应的子模块库，选择所需要的元素，用鼠标左键点中后拖 到模型编辑窗口的合适位置。 (3) 给出各个模块参数：由于选中的各个模块只包含默认的模型参数，如默认的传递函数模 型为1/(s+1)的简单格式，必须通过修改得到实际的模块参数。要修改模块的参数，可以用鼠标双击该模块图标，则会出现一个相应对话框，提示用户修改模块参数。 (4) 画出连接线：当所有的模块都画出来之后，可以再画出模块间所需要的连线，构成完整 的系统。模块间连线的画法很简单，只需要用鼠标点按起始模块的输出端（三角符号），再拖动鼠标，到终止模块的输入端释放鼠标键，系统会自动地在两个模块间画出带箭头的连线。若需要从连线中引出节点，可在鼠标点击起始节点时按住Ctrl 键，再将鼠标拖动到目的模块。 (5) 指定输入和输出端子：在Simulink 下允许有两类输入输出信号，第一类是仿真信号， 可从source(输入源模块库)图标中取出相应的输入信号端子，从Sink(输出显示模块库)图标中取出相应输出端子即可。第二类是要提取系统线性模型，则需打开Connection(连接模块库)图标，从中选取相应的输入输出端子。 例9 典型二阶系统的结构图如图9所示。用SIMULINK 对系统进行仿真分析。 图 7 simulink 模型库 图8 模型编辑窗口
MATLAB及 控制系统仿真 实验 班级：智能0702
姓名：刘保卫 学号： 06074053(18) 实验四控制系统数学模型转换及MATLAB实现 一、实验目的 熟悉MATLAB 的实验环境。 掌握MATLAB 建立系统数学模型的方法。 二、实验内容 （注：实验报告只提交第2 题） 1、复习并验证相关示例。 （1）系统数学模型的建立 包括多项式模型（Transfer Function，TF），零极点增益模型(Zero-Pole，ZP)，状态空间模型 （State-space,SS）； （2）模型间的相互转换 系统多项式模型到零极点模型（tf2zp）,零极点增益模型到多项式模型（zp2tf）,状态空间模 型与多项式模型和零极点模型之间的转换（tf2ss,ss2tf,zp2ss…）； （3）模型的连接 模型串联（series）,模型并联（parallel）,反馈连接（feedback） 2、用MATLAB 做如下练习。 （1）用2 种方法建立系统的多项式模型。 程序如下： %建立系统的多项式模型（传递函数） %方法一，直接写表达式 s=tf('s') Gs1=(s+2)/(s^2+5*s+10) %方法二，由分子分母构造 num=[1 2]; den=[1 5 10]; Gs2=tf(num,den) figure pzmap(Gs1) figure pzmap(Gs1) grid on 运行结果：
易知两种方法结果一样 Transfer function: s Transfer function: s + 2 -------------- s^2 + 5 s + 10 Transfer function: s + 2 -------------- s^2 + 5 s + 10 （2）用2 种方法建立系统的零极点模型和多项式模型。 程序如下： %方法一 s=tf('s') Gs1=10*(s+1)/((s+1)*(s+5)*(s+10)) % zpk模型 ZPK=zpk(Gs1) %方法二 % tf模型 num=[10 10]; den=conv([1 1],conv([1 5],[1 10])); Gs2=tf(num,den) % zpk模型 ZPK=zpk(Gs2) figure pzmap(Gs1) figure pzmap(Gs1) grid on 运行结果： 易知两种方法结果一样 Transfer function: s Transfer function:
《通信系统仿真》实验报告 姓名杨利刚班级A0811 实验室203 组号28 学号28 实验日期 实验名称实验三Simulink建模与仿真实验成绩教师签字 一、实验目的 1、了解simulink的相关知识 2、掌握Matlab/simulink提供的基本模块库和常用的模块 3、掌握simulink建模仿真的基本方法 二、实验原理 Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具，是一种基于MATLAB的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包，被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。Simulink可以用连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间进行建模。它也支持多速率系统，也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率，并且提供了交互式图形化环境和可定制模块库来对其进行设计、仿真、执行和测试。 Simulink基本库是系统建模中最常用的模块库，原则上一切模型都是可以由基本库中的模块来构建，为了方便专业用户使用，Simulink还提供了大量的专业模块库，如为通信系统和信号处理而提供的CDMA参考库、通信模块库和DSP模块库等，但是，建议初学者不宜过多使用这些专业库，而应当从所建摸的系统原理入手，利用基本模块来构建系统，以深入理解系统运行情况。 Simulink的常用库模块有12个： （1）连续时间线性系统库；（2）非连续系统库；（3）离散系统库；（4）查表操作模块；（5）数学函数库；（6）模型检查和建模辅助工具；（7）端口和子系统；（8）信号路由库；（9）信号属性转换库；（10）信号源库；（11）信宿和仿真显示仪器库；（12）用户自定义函数库。 Simulink的建模主要是子系统的建模，子系统建模完成后，再对其进行封装，即完成了一个基本模型的建立。 三、实验内容 1、现有对RLC充放电电路进行仿真的模型。请参照仿真模型，进行Simulink的建模仿真，相关参数按照例题中的参数设置。
MATLAB及控制系统 仿真实验 班级：智能0702 姓名：刘保卫 学号：06074053(18)
实验四控制系统数学模型转换及MATLAB实现 一、实验目的 熟悉MATLAB 的实验环境。 掌握MATLAB 建立系统数学模型的方法。 二、实验内容 （注：实验报告只提交第2 题） 1、复习并验证相关示例。 （1）系统数学模型的建立 包括多项式模型（Transfer Function，TF），零极点增益模型(Zero-Pole，ZP)，状态空间模型 （State-space,SS）； （2）模型间的相互转换 系统多项式模型到零极点模型（tf2zp）,零极点增益模型到多项式模型（zp2tf）,状态空间模 型与多项式模型和零极点模型之间的转换（tf2ss,ss2tf,zp2ss…）； （3）模型的连接 模型串联（series）,模型并联（parallel）,反馈连接（feedback） 2、用MATLAB 做如下练习。 （1）用2 种方法建立系统的多项式模型。 程序如下： %建立系统的多项式模型（传递函数） %方法一，直接写表达式 s=tf('s') Gs1=(s+2)/(s^2+5*s+10) %方法二，由分子分母构造 num=[1 2]; den=[1 5 10]; Gs2=tf(num,den) figure pzmap(Gs1) figure pzmap(Gs1) grid on 运行结果： 易知两种方法结果一样 Transfer function: s
Transfer function: s + 2 -------------- s^2 + 5 s + 10 Transfer function: s + 2 -------------- s^2 + 5 s + 10 （2）用2 种方法建立系统的零极点模型和多项式模型。程序如下： %方法一 s=tf('s') Gs1=10*(s+1)/((s+1)*(s+5)*(s+10)) % zpk模型 ZPK=zpk(Gs1) %方法二 % tf模型 num=[10 10]; den=conv([1 1],conv([1 5],[1 10])); Gs2=tf(num,den) % zpk模型 ZPK=zpk(Gs2) figure pzmap(Gs1) figure pzmap(Gs1) grid on 运行结果： 易知两种方法结果一样 Transfer function: s Transfer function: 10 s + 10 ------------------------ s^3 + 16 s^2 + 65 s + 50
SimuLink 仿真二阶微分方程的求解 专业：信息 姓名：王钢明 1031020118 姓名：王某某 1031020124 姓名：何正长 1031020217 指导老师：刘老师 日期：2012—12—25
题目：二阶微分方程的求解 一、实验目的 1、熟悉Simulink 基本用法。 2、了解simulink 的一些模块的意义。 3、掌握模块的选取、复制、删除操作。 4、学会simulink 模块的连接以及模块参数的设置。 二、实验仪器 1、计算机 2、MATLAB 软件环境 三、实验内容 1、求解二阶微分方程x (t)0.4x (t)0.9x (t)0.7u (t)++= 的方程解，其中u (t)是脉冲信号。需要使用Simulink 求解x (t)。 2 、求解二阶微分方程x (t)0.2x (t)0.4x (t)0.2u (t)++= ，其中u (t)是脉冲信号。需要使用Simulink 求解x(t)。 3、求解二阶微分方程x (t)0.5x (t)0.8x (t)0.9u (t)++= 的解x (t)；其中初值为 ， 并且 是一个余弦信号。 四、实验过程 1、求解二阶微分方程x(t)0.4x(t)0.9x(t)0.7u(t)++= 的方程解， 其中u(t)是脉冲信号。需要使用Simulink 求解x(t)。 1.1）用matlab 求解此二阶微分方程： 在matlab 中输入程序： syms t y; u=sin(t); uu=0.7*u; y=dsolve(['D2y+0.4*Dy+0.9*y=',char(uu)]); 程序运行结果：y = exp(-1/5*t)*sin(1/10*86^(1/2)*t)*C2+exp(-1/5*t)*cos(1/10*86^(1/2)*t)*C1-7/17*sin(t)-28/17*cos(t) 1.2）利用simulink 求解此二阶微分方程 x (0)1x (0)3=?? =? u (t)cos(t)=