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《系统建模与仿真实验设计与指导》

机电工程学院电气工程及自动化实验室

2013年3月 目 录

基础实验（一） 控制系统建模及稳定性分析 基础实验（二） 控制系统的数字仿真 基础实验（三） 控制系统的时域分析 基础实验（四） 控制系统的频域分析 综合实验（五） 控制系统的设计

实验说明 ：

通过本课程的实验教学，学生应熟练掌握MATLAB语言的程序设计与使用。掌握MATLAB软件实现控制系统数学模型的建立、变换和稳定性分析；控制系统的数字仿真；控制系统的时域、频域分析；控制系统设计。通过实验对所学的专业理论知识有更深入的理解和认识，从而具备解决自动化及相关专业领域中实际系统分析、设计与综合等问题的能力。

实验报告要求给出具体的MATLAB程序和简要的实验总结。

实验一

控制系统建模及稳定性分析

一、 实验目的

1. 掌握Matlab中系统模型描述相关命令函数及使用； 2. 掌握系统模型变换；

3. 掌握Matlab中不同方法的系统稳定性分析。

二、 实验内容

1. 系统数学模型建立与转换 2. 控制系统稳定性分析

三、 实验步骤

1. 系统数学模型建立

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给定SISO系统输入为“flow”，输出为“Temp”，传递函数为

2 ?2s使用MATLAB表示该传递函数

1.3s?G(s)??2s?2.5?es3?0.5s2?1.2s?1

2. 系统数学模型转换

控制系统稳定性分析

3. 将状态空间模型 转换为传递函数和零 已知控制系统结构图如图所示， 极点增益模型。 求取系统的闭环极点，并判别闭环系统的稳定性。 R(s) + － 300.5s?10.2(s?2)s(0.25s?1)C(s) 1页

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实验二 控制系统数字仿真

一、 实验目的

掌握Matlab中典型闭环系统的数字仿真；

二、 实验内容

典型闭环系统的数字仿真MATLAB实现

三、 实验步骤

求如图所示系统的阶跃响应y(t)的数值解。

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