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实验箱简介机械控制工程基础实验模块由六个模拟运算单元及元器件库组成，这些模拟运算单元的输入回路和反馈回路上配有多个各种参数的电阻、电容，因此可以完成各种自动控制模拟运算。
例如构成比例环节、惯性环节、积分环节、比例微分环节，PID环节和典型的二阶、三阶系统等。
利用本实验机所提供的多种信号源输入到模拟运算单元中去，再使用本实验机提供的虚拟示波器界面可观察和分析各种自动控制原理实验的响应曲线。
主实验板根据功能本实验机划分了各种实验区均在主实验板上。
实验区组成见表1。
虚拟示波器的使用一、设置用户可以根据不同的要求选择不同的示波器，具体设置方法如下： 1、示波器的一般用法：运行LABACT 程序，选择“工具”栏中的‘单迹示波器’项或‘双迹示波器’项，将可直接弹出该界面。
‘单迹示波器’项的频率响应要比‘双迹示波器’项高，将可观察每秒6500个点；‘双迹示波器’项只能观察每秒3200个点。
点击开始即可当作一般的示波器使用。
2、实验使用：运行LABACT 程序，选择‘自动控制 / 微机控制 / 控制系统’菜单下的相应实验项目，再选择开始实验，就会弹出虚拟示波器的界面，点击开始即可使用本实验机配套的虚拟示波器（B3）单元的CH1、CH2测孔测量波形。
二、虚拟示波器的使用1、虚拟示波器的一般使用图1 虚拟示波器运行界面图1为示波器的时域显示和相平面显示界面，只要点击开始，示波器就运行了，此时就可以用实验机上CH1和 CH2来观察波形。
CH1和 CH2各有输入范围选择开关，当输入电压小于－5V ～+5V 应选用x1档，如果大于此输入范围应选用x5挡（表示衰减5倍）。
该显示界面中提供了示波和X-Y 两种方式，示波就是普通示波器的功能，它提供了示波器的时域显示，X-Y 相当于真实示波器中的X-Y 选项；如果需要用X-Y 功能，只要选中X-Y 选项即可，它提供了示波器的相平面显示，进行非线性系统的相平面分析，实验中必须用X-Y 功能。
机械工程控制实验指导书南昌大学机电工程学院2014 年10 月目录1．概述 (2)2．实验一典型环节的电路模拟与软件仿真研究 (6)3．实验二典型系统动态性能和稳定性分析 (13)4．实验三典型环节（或系统）的频率特性测量 (17)5. 实验操作指导 (22)6. 典型环节仿真实验硬件模块配置及信号设置表 (23)7. 阶跃信号及响应曲线图 (25)一. 实验系统构成实验系统由上位PC微机（含实验系统上位机软件）、ACT-I实验箱、并行通讯线等组成。
ACT-I 实验箱内装有以ADC812芯片（含数据处理系统软件）为核心构成的数据处理卡，通过并口与PC 微机连接。
1 .实验箱ACT-I简介ACT-I控制理论实验箱（见图1 ）主要由电源部分U1单元、信号源部分U2单元、与PC机通讯及数据处理U3单元、元器件单元U4非线性单元U5〜U7以及模拟电路单元U8〜U16 等共16个单元组成。
（1）电源单元U1包括电源开关、保险丝、+ 5V、—5V、+ 15V、—15V、0V以及1.3V〜15V可调电压的输出，它们提供了实验箱所需的所有工作电源。
（2）信号源单元U2可以产生频率与幅值可调的周期方波信号、周期斜坡信号、周期抛物线信号以及正弦信号，并提供与周期阶跃、斜坡、抛物线信号相配合的周期锁零信号。
该单元面板上配置的拨键S1和S2用于周期阶跃、斜坡、抛物线信号的频率段选择，可有以下4种状态：①S1和S2均下拨一一输出信号周期的调节范围为2〜60ms；②S1上拨、S2下拨一一输出信号周期的调节范围为0.2〜6s;③S1下拨、S2上拨一一输出信号周期的调节范围为20〜600ms；④S1和S2均上拨一一输出信号周期的调节范围为0.16〜7s;另有电位器RP1用于以上频率微调。
电位器RP2、RP3和RP4依次分别用于周期阶跃、斜坡与抛物线信号的幅值调节。
在上述S1和S2的4种状态下，阶跃信号的幅值调节范围均为0〜14V;除第三种状态外，其余3种状态的斜坡信号和抛物线信号的幅值调节范围均为0〜15V;在第三种状态时，斜坡信号的幅值调节范围为0〜10V,抛物线信号的幅值调节范围为0〜2.5V。
《机械工程控制基础》实验指导书青岛科技大学前言机械工程控制基础是针对过程装备与控制工程专业而开设的一门专业基础课，主要讲解自动控制原理的主要内容，是一门理论性较强的课程，为了帮助学生学好这门课，能够更好的理解理论知识，在课堂教学的基础上增加了该实验环节。
《机械工程控制基础》实验指导书共编写了4个实验，有实验一、典型环节模拟研究实验二、典型系统动态性能和稳定性分析实验三、控制系统的频率特性分析实验四、调节器参数对系统调节质量的影响《机械工程控制基础》实验指导书的编写主要依据“控制工程基础”教材的内容，结合本课程教学大纲的要求进行编写。
利用计算机和MATLAB程序完成实验。
注：1）每个实验的实验报告均由5部分组成，最后一部分“实验数据分析”或“思考题”必须写。
2）每个实验所记录的图形均需标出横轴和纵轴上的关键坐标点。
目录实验一典型环节模拟研究 (4)一、实验目的二、实验要求三、实验原理四、实验内容及步骤五、实验报告要求实验二典型系统动态性能和稳定性分析 (7)一、实验目的二、实验要求三、实验原理四、实验内容及步骤五、实验报告要求实验三控制系统的频率特性分析 (9)一、实验目的二、实验要求三、实验原理四、实验内容及步骤五、实验报告要求实验四调节器参数对系统调节质量的影响 (11)一、实验目的二、实验要求三、实验原理四、实验内容及步骤五、实验报告要求附录一：MATLAB6.5的使用 (13)实验一典型环节模拟研究一、实验目的1．熟悉各种典型环节的阶跃响应曲线2．了解参数变化对典型环节动态特性的影响。
二、实验要求1．观测并记录各种典型环节的阶跃响应曲线2．观测参数变化对典型环节阶跃响应的影响，测试并记录相应的曲线三、实验原理1．惯性环节（一阶环节），如图1-1所示。
(a) 只观测输出曲线(b) 可观测输入、输出两条曲线图1-1 惯性环节原理图2．二阶环节，如图1-2所示。
或图1-2 二阶环节原理图3．积分环节，如图1-3所示。
中北大学机械工程与自动化学院实验指导书课程名称：《机械工程控制基础》课程代号：02020102适用专业：机械设计制造及其自动化实验时数：4学时实验室：数字化实验室实验内容：1.系统时间响应分析2.系统频率特性分析机械工程系2010.12实验一 系统时间响应分析实验课时数：2学时 实验性质：设计性实验 实验室名称：数字化实验室一、实验项目设计内容及要求1.试验目的本实验的内容牵涉到教材的第3、4、5章的内容。
本实验的主要目的是通过试验，能够使学生进一步理解和掌握系统时间响应分析的相关知识，同时也了解频率响应的特点及系统稳定性的充要条件。
2.试验内容完成一阶、二阶和三阶系统在单位脉冲和单位阶跃输入信号以及正弦信号作用下的响应，求取二阶系统的性能指标，记录试验结果并对此进行分析。
3.试验要求学习教材《机械工程控制基础（第5版）》第2、3章有关MA TLAB 的相关内容，要求学生用MA TLAB 软件的相应功能，编程实现一阶、二阶和三阶系统在几种典型输入信号（包括单位脉冲信号、单位阶跃信号、单位斜坡信号和正弦信号）作用下的响应，记录结果并进行分析处理：对一阶和二阶系统，要求用试验结果来分析系统特征参数对系统时间响应的影响；对二阶系统和三阶系统的相同输入信号对应的响应进行比较，得出结论。
4.试验条件利用机械工程与自动化学院数字化试验室的计算机，根据MA TLAB 软件的功能进行简单的编程来进行试验。
二、具体要求及实验过程1.系统的传递函数及其MA TLAB 表达 (1)一阶系统 传递函数为：1)(+=Ts Ks G 传递函数的MA TLAB 表达： num=[k]；den=[T,1]；G(s)=tf(num,den) (2)二阶系统 传递函数为：2222)(nn n w s w s w s G ++=ξ传递函数的MA TLAB 表达： num=[2n w ]；den=[1，ξ2wn ，wn^2]；G(s)=tf(num,den) （3）任意的高阶系统 传递函数为：nn n nm m m m a s a sa s ab s b s b s b s G ++++++++=----11101110)(传递函数的MA TLAB 表达：num=[m m b b b b ,,,110- ]；den=[n n a a a a ,,,110- ]；G(s)=tf(num,den)若传递函数表示为：)())(()())(()(1010n m p s p s p s z s z s z s Ks G ------=则传递函数的MATLAB 表达：z=[m z z z ,,,10 ]；p=[n p p p ,,,10 ]；K=[K]；G(s)=zpk(z,p,k) 2.各种时间输入信号响应的表达（1）单位脉冲信号响应：[y,x]=impulse[sys,t] （2）单位阶跃信号响应：[y,x]=step[sys,t] （3）任意输入信号响应：[y,x]=lsim[sys,u,t]其中，y 为输出响应，x 为状态响应（可选）；sys 为建立的模型；t 为仿真时间区段（可选） 试验方案设计可参考教材相关内容，相应的M 程序可参考（杨叔子主编的《机械工程控制基础》第五版）提供的程序，在试验指导教师的辅导下掌握M 程序的内容和格式要求，并了解M 程序在MATLAB 软件中的加载和执行过程。
第一部分 THBDC-1控制理论·计算机控制技术实验平台使用说明书第一章系统概述“THBDC-1型控制理论·计算机控制技术实验平台”是我公司结合教学和实践的需要而进行精心设计的实验系统。
适用于高校的控制原理、计算机控制技术等课程的实验教学。
该实验平台具有实验功能全、资源丰富、使用灵活、接线可靠、操作快捷、维护简单等优点。
实验台的硬件部分主要由直流稳压电源、低频信号发生器、阶跃信号发生器、低频频率计、交/直流数字电压表、数据采集接口单元、步进电机单元、直流电机单元、温度控制单元、单容水箱、通用单元电路、电位器组等单元组成。
上位机软件则集中了虚拟示波器、信号发生器、VBScript和JScript脚本编程器、实验仿真等多种功能于一体。
其中虚拟示波器可显示各种波形，有X-T、X-Y、Bode图三种显示方式，并具有图形和数据存储、打印的功能，而VBScript脚本编程器提供了一个开放的编程环境，用户可在上面编写各种算法及控制程序。
实验台通过电路单元模拟控制工程中的各种典型环节和控制系统，并对控制系统进行仿真研究，使学生通过实验对控制理论及计算机控制算法有更深一步的理解，并提高分析与综合系统的能力。
同时通过对本实验装置中四个实际被控对象的控制，使学生熟悉各种算法在实际控制系统中的应用。
在实验设计上，控制理论既有模拟部分的实验，又有离散部分实验；既有经典理论实验，又有现代控制理论实验；而计算机控制系统除了常规的实验外，还增加了当前工业上应用广泛、效果卓著的模糊控制、神经元控制、二次型最优控制等实验。
数据采集部分则采用实验室或工业上常用的USB数据采集卡。
它可直接插在IBM-PC/AT 或与之兼容的计算机USB通讯口上，其采样频率为350K；有16路单端A/D模拟量输入，转换精度均为14位；4路D/A模拟量输出，转换精度均为12位；16路开关量输入，16路开关量输出。
第二章硬件的组成及使用一、直流稳压电源直流稳压电源主要用于给实验平台提供电源。
河南机电高等专科学校《机械控制工程基础》实验指导书专业：机械制造与自动化、起重运输机械设计与制造等机械制造与自动化教研室编2012年12月目录实验任务和要求............................................................................................................................................. 实验模块一MATLAB基础实验............................................................................................................ 实验模块二典型环节及其阶跃响应 ...................................................................................................... 实验模块三二阶系统阶跃响应 ............................................................................................................. 实验模块四控制系统的稳定性分析 .................................................................................................... 实验模块五基于Simulink控制系统的稳态误差分析..................................................................... 实验模块六线性系统的频域分析...........................................................................................................实验任务和要求一、自动控制理论实验的任务自动控制理论实验是自动控制理论课程的一部分，它的任务是：1、通过实验进一步了解和掌握自动控制理论的基本概念、控制系统的分析方法和设计方法；2、重点学习如何利用MATLAB工具解决实际工程问题和计算机实践问题；3、提高应用计算机的能力及水平。
机械系统控制基础实验指导书完整版1. 实验目的本实验旨在通过机械系统控制基础实验的设计与实施，帮助学生深入理解机械系统的控制原理与方法，提高其工程实践能力。
2. 实验原理2.1 机械系统的基本组成和工作原理2.2 机械系统的数学建模2.3 机械系统的控制方法与策略3. 实验器材3.1 电脑3.2 控制器3.3 传感器3.4 电动机3.5 运动平台4. 实验内容4.1 实验一：机械系统的建模与控制4.1.1 步骤一：搭建机械系统的物理模型4.1.2 步骤二：进行系统辨识并获取系统参数4.1.3 步骤三：设计控制器，实现对机械系统的控制4.2 实验二：机械系统的位置控制实验4.2.1 步骤一：确定位置控制的目标和性能指标4.2.2 步骤二：设计位置控制器，实现机械系统的位置控制4.3 实验三：机械系统的速度控制实验4.3.1 步骤一：确定速度控制的目标和性能指标4.3.2 步骤二：设计速度控制器，实现机械系统的速度控制5. 实验步骤5.1 实验一：5.1.1 搭建机械系统的物理模型，将传感器和电动机连接至运动平台，连接控制器至电脑。
5.1.2 进行系统辨识实验，获取机械系统的相关参数。
5.1.3 根据系统参数设计控制器，并对机械系统进行控制实验。
5.2 实验二：5.2.1 根据位置控制目标和性能指标，设计位置控制器。
5.2.2 将设计的控制器连接至电脑和电动机，实施位置控制实验。
5.3 实验三：5.3.1 根据速度控制目标和性能指标，设计速度控制器。
5.3.2 将设计的控制器连接至电脑和电动机，实施速度控制实验。
6. 实验报告每个实验完成后，学生需撰写实验报告，内容包括实验目的、理论基础、实验步骤、实验结果与分析等。
7. 实验安全7.1 在实验过程中，注意安全操作，避免发生意外伤害。
7.2 未经指导老师允许，不得擅自改动实验器材或调整实验参数。
8. 参考资料[1] 《机械系统控制原理与应用》[2] 《机械系统建模与控制技术》以上为机械系统控制基础实验指导书的完整版，希望能对实验教学提供有力的支持和指导。
机械控制工程基础实验指导书机械工程系路连编2006年1月实验一MATLAB初步及时域分析一、实验目的1、熟悉MATLAB实验环境，练习MATLAB常见命令、学会建立.m文件等基本操作。
2、学会利用MATLAB建立系统的基本数学模型并进行基本模型转换和合并。
3、学会利用MATLAB分析时间响应。
二、实验设备1．MATLAB软件一套2．电脑一台三、实验原理MATLAB环境是一种为数值计算、数据分析和图形显示服务的交互式的环境。
MATLAB 有3种窗口，即：命令窗口（The Command Window）、m文件编辑窗口（The Edit Window）和图形窗口（The Figure Window），而Simulink另外又有Simulink模型编辑窗口。
1．命令窗口（The Command Window）当MA TLAB启动后，出现的最大的窗口就是命令窗口。
用户可以在提示符“>>”后面输入交互的命令，这些命令就立即被执行。
在MATLAB中，一连串命令可以放置在一个文件中，不必把它们直接在命令窗口内输入。
在命令窗口中输入该文件名，这一连串命令就被执行了。
因为这样的文件都是以“.m”为后缀，所以称为.m文件。
2．.m文件编辑窗口（The Edit Window）我们可以用.m文件编辑窗口来产生新的.m文件，或者编辑已经存在的.m文件。
在MATLAB主界面上选择菜单“File/New/M-file”就打开了一个新的.m文件编辑窗口；选择菜单“File/Open”就可以打开一个已经存在的.m文件，并且可以在这个窗口中编辑这个.m 文件。
3．图形窗口（The Figure Window）图形窗口用来显示MATLAB程序产生的图形。
图形可以是2维的、3维的数据图形，也可以是照片等。
Simulink是MA TLAB的一个部件，它为MATLAB用户提供了一种有效的对反馈控制系统进行建模、仿真和分析的方式。
《机械控制工程基础》实验指导书华东交通大学机电学院实验一 典型环节模拟一、实验目的①了解、掌握计算机模拟典型环节的基本方法。
②熟悉各种典型环节的阶跃响应曲线。
③了解各种参数变化对典型环节动态特性的影响。
④了解计算机辅助分析和设计的特点与优点二、实验要求①通过计算机的仿真图形观测各种典型环节时域响应曲线。
②改变参数，观测参数变化时对典型环节时域响应的影响。
④对实验程序加上注释，写出实验报告。
三、实验内容一般来讲，线性连续控制系统通常都是由一些典型环节构成的，这些典型环节有比例环节、积分环节、一阶微分环节、惯性环节、振荡环节、延迟环节等。
下面分别对其性能进行仿真（建议实验程序在M 文件中用单步执行的方式执行程序，以便于分析）：1）比例环节比例环节的传递函数为：k s G =)(编程分析当k=1～10时，比例环节在时域的情况：①当输人信号是单位阶跃信号时，比例环节的输出曲线（单位阶跃响应曲线）是什么形状呢？实验程序如下：for k=1:1:10num=k;den=1;G=tf(num,den);step(G);hold on;end在M 文件的窗口中，输入程序，录入程序完成后，保存该M 文件，在弹出的“保存为”窗工中输人M 文件名bl.m （也可以自己取文件名），选择存放该M 文件的路径，就可以完成保存工作，然后单击“Tools ”菜单中的“Run ”，将在step 图形窗口中显示出响应图形。
试分析系统的输出信号的特点。
2）积分环节积分环节的传递函数为： Ts G 1)(= ① 当输人信号是单位阶跃信号时，积分环节的仿真程序如下：num=1;den=[1,0];G=tf(num,den);step(G)执行程序，试分析系统的输出信号的特点。
若G(s)=k/s ，编程分析当K=1～10时，在单位阶跃信号激励下，积分环节时域响应的情况。
3）一阶微分环节一阶微分环节的传递函数为： 1)(+=Ts s G①当输入信号是单位阶跃信号时，一阶微分环节的输出在MA TLAB 的函数step （）中是无法绘制的。
机械工程控制基础实验指导书姓名：班级：概述：MATLAB是Math Works公司的软件产品，是一个高级的数值分析、处理和计算的软件，其强大的矩阵运算能力和完美的图形可视化功能，使得它成为国际控制界应用最广泛的首选计算机工具。
MATLAB具有良好的的可扩展性，其函数大多数为ASCII文件，可以直接进行编辑、修改；其工具箱可以任意增加，任何人可以生成自己的MATLAB工具箱。
因此，很多研究成果被直接做成MATLAB工具箱发表。
SIMULINK是基于模型化图形的动态系统仿真软件，是MATLAB的一个工具箱，它使系统分析进入一个崭新的阶段，它不需要过多地了解数值问题，而是侧重于系统的建模、分析和设计。
其良好的人机界面及周到的帮助功能使得它广为科技界和工程界采用。
因此，本试验将尽可能把MATLAB和SIMULINK工具应用于控制系统的分析和计算中。
试验一：用MATLAB进行传递函数的描述1、试验目的：（1）对MATLAB进行初步的了解；（2）掌握应用MATLAB建立传递函数的常用方法（3）了解应用MATLAB对高阶函数进行部分分式的展开。
2、试验学时：3学时3、试验方法：（1）传递函数的分子分母多项式模型传递函数表示为11101110...()()()...m mm mn nn nb s b s b s bC sG sR s a s a s a s a----++++ ==++++MATLAB中可直接用分子、分母多项式系数表示，即num=[b m, b m-1,…,b0]den=[a m, a m-1,…,a0]G=tf(num,den);当分子或分母表现为多项式乘积形式时，可利用conv函数来获取分子或分母的系数数组。
掌握conv函数的使用方法。
（2）传递函数的零极点增益模型传递函数为 0101()()...()()()()...()m n s z s z s z G s K s p s p s p ---=--- 其中：K 为系统增益，zi 为零点，pj 为极点在MATLAB 中零极点增益模型用[z,p,K]矢量组表示。
河南机电高等专科学校《机械控制工程基础》目录实验任务和要求............................................................................................................................................. 实验模块一MATLAB基础实验............................................................................................................实验任务和要求一、自动控制理论实验的任务自动控制理论实验是自动控制理论课程的一部分，它的任务是：1、通过实验进一步了解和掌握自动控制理论的基本概念、控制系统的分析方法和设2、按实验指导书要求进行操作；在实验中注意观察，记录有关数据和图像，并由指导教师复查后才能结束实验。
3、实验后关闭电脑，整理实验桌子，恢复到实验前的情况。
4、认真写实验报告，按规定格式做出图表、曲线、并分析实验结果。
字迹要清楚，画曲线要用坐标纸，结论要明确。
5、爱护实验设备，遵守实验室纪律。
实验模块一MATLAB基础实验——MATLAB环境下控制系统数学模型的建立一、预备知识1.MATLAB的简介MATLAB为矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，由美国MathWorks公司出品的商业数学软件。
主要用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。
来源：20世纪70年代，美国新墨西哥大学计算机科学系主任Cleve Moler为了减轻学生编程的负担，用FORTRAN编写了最早的MATLAB。
1984年由Little、Moler、Steve Bangert合作成立了的MathWorks公司正式把MATLAB推向市场。
到20世纪90年代，MATLAB已成为国际控制界的标准计算软件。
地位：和Mathematica、Maple并称为三大数学软件，在数学类科技应用软件中，在数值计算方面首屈一指。
功能：矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等。
应用范围：工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。
图1-1 MATLAB图形处理示例菜单的“Dock Command Window”子菜单又可让命令窗口返回桌面（MATLAB桌面的其他窗口也具有同样的操作功能）；在命令窗口中，可使用方向键对已输入的命令行进行编辑，如用“↑”或“↓”键回到上一句指令或显示下一句命令。
（3）工作变量区“Workspace”指运行MATLAB程序或命令所生成的所有变量构成的空间。
用户可以查看和改变工作变量区的内容。
包括变量的名称、数学结构，该变量的字节数及类型。
（4）历史指令区“Command History”显示命令窗口中所有执行过的命令。
一方面可以查看曾经执行过的命令；另一方面可以重复利用原来输入的命令行。
需要在命令窗口输入的命令放在一起，就是命令的简单叠加；而函数式M文件用于把重复的程序段封装成函数供用户调用。
建立：由Matlab桌面的File菜单可以打开或新建一个M文件窗口。
下面是一个程序式M文件的例子。
在新建立的M文件窗口输入下列命令行，并以文件名flower.m保存。
在Matlab的命令窗口键入“flower”，将会执行该文件画出图形。
例1：程序式M文件th=-pi:0.01:pi;polar(th,rho)c=5.0000其中，function是函数文件的关键字，表明该文件为函数文件；c是输出参数；myfile为函数名（文件名应与函数名相同，即myfile.m）；a，b为输入变量。
二、实验目的1.熟悉MATLAB实验环境，掌握MATLAB命令窗口的基本操作。
2.掌握MATLAB建立控制系统数学模型的命令及模型相互转换的方法。
zpk用函数tf ( )来建立控制系统的传递函数模型，其命令调用格式为：G = tf ( num , den )注意：对于已知的多项式模型传递函数，其分子、分母多项式系数两个向量可分别用G.num{1}与G.den{1}命令求出。
2.零极点增益模型零极点模型是是分别对原传递函数的分子、分母进行因式分解，以获得系统的零点和极点的表示形式。
式中，K为系统增益，z1，z2，…，z m为系统零点，p1，p2，…，p n为系统极点。
在MATLAB中，用向量z，p，k构成矢量组[ z, p, k ] 表示系统。
即z = [ z1, z,…,z m ] ，p = [ p1, p2,…, p n ] ，K = [ K ],用函数命令zpk ( )来建立系统的零极点增益模2W =-1；注意：可以在命令窗口Command Window直接输入上述命令然后回车来运行，也可以先建立M文件(如mn.m)，再在命令窗口直接输入文件名字来mn然后回车来运行。
四、实验内容1. 多项式模型(1).已知系统传递函数：1323()221s G s s s s +=+++，建立其多项式模型： num=[1 3];den=[1 2 2 1];G1=tf(num,den)(2).已知系统传递函数：223()(1)(44)G s s s s s =+++，建立其多项式模型。
(2).已知系统传递函数6()(0.5)(2)(3)G s s s s =+++ ，求其等效的多项式模型。
4.系统反馈连接之后的等效传递函数(1).已知系统22256()23s s G s s s ++=++，5(2)()10s H s s +=+，求负反馈闭环传递函数。
num1=[2 5 6];den1=[1 2 3];G=tf(num1,den1) num2=[5 10];den2=[1 10];H=tf(num2,den2) W=feedback(G,H,-1)或者W=feedback(G,H)221 s+Simulink是MATLAB下的面向结构图方式的仿真环境；Simulink与用户交互接口是基于Windows 的图形编程方式，非常易于接受；Simulink是实现动态系统建模和仿真的集成环境，其主要功能是实现动态系统建模、仿真和分析，从而可以在实际系统制作出来之前，预先对系统进行仿真和分析。
2.Simulink的启动(1).在MATLAB命令窗口的工具栏中单击按钮。
(2).在命令提示符“>>”下键入simulink命令，并回车。
图2-1 启动Simulink的工具按钮1. 学习构成典型环节的模拟电路，了解电路参数对环节特性的影响。
2. 学习典型环节阶跃响应的测量方法，并学会由阶跃响应曲线计算典型环节的传递函数。
3. 学习用MATLAB仿真软件对实验内容中的电路进行仿真。
三、实验设备和仪器1．计算机；2. MATLAB软件四、实验原理③积分环节G1(S)=(1/S)和G2(S)=(1/（0.5S）④微分环节G1(S)=0.5S和G2(S)=2S⑤比例微分环节G1(S)=(2+S)和G2(S)=(1+2S)⑥比例积分环节（PI）G1（S）=(1+1/S)和G2（S）=2（1+1/2S）3．启动MATLAB7.0，进入Simulink后新建文档，分别在各文档绘制各典型环节的结构框图。
双击各传递函数模块，在出现的对话框内设置相应的参数。
然后点击工具栏的按钮或simulation菜单下的start命令进行仿真，双击示波器模块观察仿真结果。
在仿真时设置各阶跃输入信号的幅度为1，开始时间为0（微分环节起始设为0.5，以便于观察）传递函数的参数设置为框图的数中值，自己可以修改为其他数值再仿真观察其响应结果。
比如，以比例环节为例：比例环节（K=2）MATLAB仿真结构框图如图2-5（a）所示,仿真响应结果如图2-5（b）所示。
（a）结构框图（b）仿真响应结果当然，实验也可用程序实现：以惯性环节为例：num=[1];den=[0.5 1]; G=tf(num,den), step(G)即可得到响应曲线。
六、实验结果分析及结论1.比例环节G1(S)=1和G2(S)=2（二选一）比例环节仿真仿真结构图单位阶跃响应波形图(需注明必要的特殊点)比例环节特点：成比例，无失真微分环节特点：5.比例微分环节G1(S)=(2+S)和G2(S)=(1+2S)绘制：仿真结构图、单位阶跃响应波形图(需要注明必要的特殊点)比例微分环节特点：6.比例积分环节G1（S）=(1+1/S)和G2（S）=2（1+1/2S）绘制：仿真结构图、单位阶跃响应波形图(需要注明必要的特殊点)比例积分环节特点：七、思考题T？1. 研究二阶系统的特征参数，阻尼比ζ和无阻尼自然频率ωn对系统动态性能的影响，定量分析ζ和ωn与最大超调量σ%和调节时间t s之间的关系。
2. 进一步学习实验系统的使用3. 学会根据系统的阶跃响应曲线确定传递函数4. 学习用MATLAB仿真软件对实验内容中的电路进行仿真。
二、实验设备和仪器1．计算机；2. MATLAB软件超调量σ% ；单位阶跃响应中最大超出量与稳态值之比。
峰值时间t P ：单位阶跃响应C(t)超过稳态值达到第一个峰值所需要的时间。
结构参数ξ：直接影响单位阶跃响应性能。
（2）平稳性：阻尼比ξ越小，平稳性越差（3）快速性：ξ过小时因振荡强烈，衰减缓慢，调节时间t S长，ξ过大时，系统响应迟钝，调节时间t S 也长，快速性差。
ξ＝0.7调节时间最短，快速性最好。
ξ＝0.7时超调量σ%<5％,四、实验内容1.分析二阶系统参数ωn，ζ对系统性能的影响建立二阶系统的仿真结构图，如图3-2所示（以ζ＝1，ωn=10为例）。
图3-2 二阶闭环系统MATLAB仿真结构框图上图经过动态结构图等效变换后，可知系统闭环传函为：在单位阶跃信号下，分别改变ωn，ζ的值，得到系统的性能指标，把不同条件下测量的结果列表，根据结果比较分析，得出ωn，ζ对系统动态性能（包含平稳性、快速性、准改为2. 利用Simulink仿真图3-3所示二阶系统的单位阶跃响应，并将结果填入下表，其中K=1000、7500、150。
四、实验报告要求1．画出二阶系统的模拟电路图，并求出参数ξ、σ%的表达式。
2．把不同ξ条件下测量的σ%和t s值列表，根据测量结果得出相应结论。
3．画出系统响应曲线，再由t s和σ%计算出传递函数，并与由模拟电路计算的传递函数相比较。
五、思考题1．阻尼比和无阻尼、自然频率对系统动态性能有什么影响？1．计算机2. MATLAB软件三、实验原理1.稳定性基本概念a)线性系统工作在平衡状态，受到扰动偏离了平衡状态，扰动消失之后，系统又能恢复到平衡状态，称系统是稳定的。
