武汉理工大学学生实验报告书3
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Step Response 150
100 Amplitude
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0.15
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0.3
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Time (seconds)
(2) 将比例放大器改为比例积分调节器 ①无扰动 系统框图：
程序及注释： %progsy4.m Ra=0.5;R=1; Ce=0.1925;Ta=0.017;Tm=0.075; Kt=0.01178;Ks=44;Kp=10; Ts=0.00167; T1=0.049;T2=0.088; %参数的赋值 [a,b,c,d]=linmod2('shomengyao');% shimengyao是绘制的框图名 sys=ss(a,b,c,d); %状态空间模型 step(sys) %阶跃响应 阶跃响应曲线：
Step Response 100 90 80 70 60 Amplitude 50 40 30 20 10 0 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 Time (seconds)
②有扰动 系统框图：
程序及注释： %progsy4.m Ra=0.5;R=1; Ce=0.1925;Ta=0.017;Tm=0.075; Kt=0.01178;Ks=44;Kp=10; Ts=0.00167; T1=0.049;T2=0.088; %参数的赋值 [a,b,c,d]=linmod2('shimengyao'); % shimengyao是绘制的框图名 sys=ss(a,b,c,d); %状态空间模型 figure(1);% step(sys) %阶跃响应 figure(2);% impulse(sys)%脉冲响应 阶跃响应曲线： 脉冲响应曲线：
第二部分：实验过程记录（可加页） （包括实验原始数据记录，实验现象记录，实验过
程发现的问题等）
1、第 1 项：系统的频率响应演示 仿真框图：
示波器显示： w=1 时 w=2 时
1.5 1 0.5 0 -0.5 -1 -1.5 0 2 4 6 8 10
1.5 1 0.5 0 -0.5 -1 -1.5 0 2 4 6 8 10
实验课程名称： 计算机仿真
实验项目名称 实 验 者 同 组 者 动态系统的 Simulink 仿真 施梦瑶 专业班级 机自 xs1101 班 实验成绩 组 别 14 年 11 的、意义，实验基本原理与方法，主要仪器设备
及耗材，实验方案与技术路线等）
Step Response 100 90 80 70 60
Amplitude
Impulse Response 1600 1400 1200 1000 800
50 40 30 20 10 0
Amplitude
600 400 200 0 -200 -400
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0.2
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第三部分 结果与讨论（可加页）
一、实验结果分析（包括数据处理、实验现象分析、影响因素讨论、综合分析和结论等） 二、小结、建议及体会 三、思考题
1.分析频率响应的特点
频率响应是系统对正弦输入信号的稳态响应。频率响应的特性是系统在不同频率的正弦 信号输入时，其稳态输出随频率而变化(ω 由 0 变到∞)的特性，即当不断改变系统输入正弦信 号的频率时，其输入与输出的幅值比和相位差随着频率的变化而变化。 对于稳定的线性定常系统，加入一个正弦信号，系统的稳态响应是一个与输入同频率的 正弦信号，稳态响应与输入不同之处仅在于幅值和相位。其幅值放大了 A（ω ）=|G(jω )|倍， 相位移动了Φ （ω ）=∠G(jω )。 （A（ω ）和Φ （ω ）都是频率的函数） 小结: 通过本次试验， 学会了如何使用 simulink 仿真， 熟悉主要模块库中的模块， 掌握 Simulink 仿真框图的绘制方法，初步学会了常用模块的参数设置方法，并且通过计算机仿真来改变传递 函数、输入及参数，得到不同的响应曲线，以研究系统的动态和稳态特性。
一、实验要求 ⑴熟悉主要模块库中的模块； ⑵熟悉 Simulink 仿真框图的绘制方法，初步掌握常用模块的参数设置方法； 二、实验内容 1、第 1 项：系统的频率响应演示 绘制图示框图，改变输入正弦信号的频率进行频率响应演示。改变系统的前向 通道中的传递函数进行频率响应分析。
实验报告要求： ⑴绘出自己绘制的仿真框图，并附上仿真的结果； ⑵分析频率响应的特点。
0
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0.1
0.15
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Time (seconds)
Time (seconds)
（3）将输入改成阶跃信号发生器，扰动输入改成脉冲输入，输出用示波器显示 系统框图：
示波器显示：
100 80 60 40 20 0 -20 0 2 4 6 8 10
教师签字__________
⑴ 试绘制出该系统的单位阶跃响应曲线； ⑵ 将比例放大器改为比例积分调节器，它的两个系数 T1＝0.049s，T2＝0.088s。 试绘制出该系统单位阶跃响应曲线；以及在扰动信号作用下的单位阶跃响应曲线和 脉冲响应曲线； ⑶ 将输入改成阶跃信号发生器，扰动输入改成脉冲输入，输出用示波器显示， 进行仿真。 三、实验报告要求 绘出自己绘制的仿真框图，并附上编写的程序和仿真的结果；
2、第 2 项：直流电动机闭环调速系统框图仿真 (1) 该系统的单位阶跃响应曲线 仿真框图：
程序及注释： %progsy4.m Ra=0.5;R=1; Ce=0.1925;Ta=0.017;Tm=0.075; Kt=0.01178;Ks=44;Kp=10; Ts=0.00167; %参数的赋值 [a,b,c,d]=linmod2(' shimengyao ');% shimengyao是绘制的框图名 sys=ss(a,b,c,d); %状态空间模型 step(sys) %阶跃响应 阶跃响应曲线：
第 2 项：直流电动机闭环调速系统框图仿真 已知晶闸管—直流电动机单闭环调速系统的动态结构图，如下图所示。其中， 电枢电阻 Ra＝0.5Ω，系统主电路总电阻 R＝1Ω，额定磁通下的电机电动势转速比 Ce＝0.1925V.min/r，电枢回路的电磁时间常数 Ta＝0.017s，系统运动部分飞轮矩相 应的机电时间常数 Tm＝0.075s，系统测速反馈系数 Kt＝0.01178V.s /min，整流触发 装置的放大系数 Ks＝44，三相桥平均失控时间 Ts＝0.00167s， 比例放大器的放大 系数 Kp＝10。
100 Amplitude
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Time (seconds)
(2) 将比例放大器改为比例积分调节器 ①无扰动 系统框图：
程序及注释： %progsy4.m Ra=0.5;R=1; Ce=0.1925;Ta=0.017;Tm=0.075; Kt=0.01178;Ks=44;Kp=10; Ts=0.00167; T1=0.049;T2=0.088; %参数的赋值 [a,b,c,d]=linmod2('shomengyao');% shimengyao是绘制的框图名 sys=ss(a,b,c,d); %状态空间模型 step(sys) %阶跃响应 阶跃响应曲线：
Step Response 100 90 80 70 60 Amplitude 50 40 30 20 10 0 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 Time (seconds)
②有扰动 系统框图：
程序及注释： %progsy4.m Ra=0.5;R=1; Ce=0.1925;Ta=0.017;Tm=0.075; Kt=0.01178;Ks=44;Kp=10; Ts=0.00167; T1=0.049;T2=0.088; %参数的赋值 [a,b,c,d]=linmod2('shimengyao'); % shimengyao是绘制的框图名 sys=ss(a,b,c,d); %状态空间模型 figure(1);% step(sys) %阶跃响应 figure(2);% impulse(sys)%脉冲响应 阶跃响应曲线： 脉冲响应曲线：
第二部分：实验过程记录（可加页） （包括实验原始数据记录，实验现象记录，实验过
程发现的问题等）
1、第 1 项：系统的频率响应演示 仿真框图：
示波器显示： w=1 时 w=2 时
1.5 1 0.5 0 -0.5 -1 -1.5 0 2 4 6 8 10
1.5 1 0.5 0 -0.5 -1 -1.5 0 2 4 6 8 10
实验课程名称： 计算机仿真
实验项目名称 实 验 者 同 组 者 动态系统的 Simulink 仿真 施梦瑶 专业班级 机自 xs1101 班 实验成绩 组 别 14 年 11 的、意义，实验基本原理与方法，主要仪器设备
及耗材，实验方案与技术路线等）
Step Response 100 90 80 70 60
Amplitude
Impulse Response 1600 1400 1200 1000 800
50 40 30 20 10 0
Amplitude
600 400 200 0 -200 -400
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0.05
0.1
0.15
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0.35
第三部分 结果与讨论（可加页）
一、实验结果分析（包括数据处理、实验现象分析、影响因素讨论、综合分析和结论等） 二、小结、建议及体会 三、思考题
1.分析频率响应的特点
频率响应是系统对正弦输入信号的稳态响应。频率响应的特性是系统在不同频率的正弦 信号输入时，其稳态输出随频率而变化(ω 由 0 变到∞)的特性，即当不断改变系统输入正弦信 号的频率时，其输入与输出的幅值比和相位差随着频率的变化而变化。 对于稳定的线性定常系统，加入一个正弦信号，系统的稳态响应是一个与输入同频率的 正弦信号，稳态响应与输入不同之处仅在于幅值和相位。其幅值放大了 A（ω ）=|G(jω )|倍， 相位移动了Φ （ω ）=∠G(jω )。 （A（ω ）和Φ （ω ）都是频率的函数） 小结: 通过本次试验， 学会了如何使用 simulink 仿真， 熟悉主要模块库中的模块， 掌握 Simulink 仿真框图的绘制方法，初步学会了常用模块的参数设置方法，并且通过计算机仿真来改变传递 函数、输入及参数，得到不同的响应曲线，以研究系统的动态和稳态特性。
一、实验要求 ⑴熟悉主要模块库中的模块； ⑵熟悉 Simulink 仿真框图的绘制方法，初步掌握常用模块的参数设置方法； 二、实验内容 1、第 1 项：系统的频率响应演示 绘制图示框图，改变输入正弦信号的频率进行频率响应演示。改变系统的前向 通道中的传递函数进行频率响应分析。
实验报告要求： ⑴绘出自己绘制的仿真框图，并附上仿真的结果； ⑵分析频率响应的特点。
0
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0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
Time (seconds)
Time (seconds)
（3）将输入改成阶跃信号发生器，扰动输入改成脉冲输入，输出用示波器显示 系统框图：
示波器显示：
100 80 60 40 20 0 -20 0 2 4 6 8 10
教师签字__________
⑴ 试绘制出该系统的单位阶跃响应曲线； ⑵ 将比例放大器改为比例积分调节器，它的两个系数 T1＝0.049s，T2＝0.088s。 试绘制出该系统单位阶跃响应曲线；以及在扰动信号作用下的单位阶跃响应曲线和 脉冲响应曲线； ⑶ 将输入改成阶跃信号发生器，扰动输入改成脉冲输入，输出用示波器显示， 进行仿真。 三、实验报告要求 绘出自己绘制的仿真框图，并附上编写的程序和仿真的结果；
2、第 2 项：直流电动机闭环调速系统框图仿真 (1) 该系统的单位阶跃响应曲线 仿真框图：
程序及注释： %progsy4.m Ra=0.5;R=1; Ce=0.1925;Ta=0.017;Tm=0.075; Kt=0.01178;Ks=44;Kp=10; Ts=0.00167; %参数的赋值 [a,b,c,d]=linmod2(' shimengyao ');% shimengyao是绘制的框图名 sys=ss(a,b,c,d); %状态空间模型 step(sys) %阶跃响应 阶跃响应曲线：
第 2 项：直流电动机闭环调速系统框图仿真 已知晶闸管—直流电动机单闭环调速系统的动态结构图，如下图所示。其中， 电枢电阻 Ra＝0.5Ω，系统主电路总电阻 R＝1Ω，额定磁通下的电机电动势转速比 Ce＝0.1925V.min/r，电枢回路的电磁时间常数 Ta＝0.017s，系统运动部分飞轮矩相 应的机电时间常数 Tm＝0.075s，系统测速反馈系数 Kt＝0.01178V.s /min，整流触发 装置的放大系数 Ks＝44，三相桥平均失控时间 Ts＝0.00167s， 比例放大器的放大 系数 Kp＝10。
