实验五 SIMULINK基本操作

一、实验目的

学会SIMULINK仿真基本操作 二、实验内容

1、打开Simulink Library Browser窗口，练习功能模块的基本操作。

2、通过示波器观察1MHz，幅度为15mV 的正弦波和100KHz，幅度为5mV 的正弦波相乘的结果。写 出数学表达式。通过使用三踪示波器同时观察1MHz、100KHz 正弦波以及相乘的结果。注意设置仿真参 数和示波器的扫描参数和幅度显示参数。 3、系统开环传递函数

25,求系统单位负反馈闭环单位阶跃响应曲线。

s(s?5)4、学习构建SIMULINK 子系统。构建一个子系统，使得它具有将输入信号m(t)（如一个100Hz 的 正弦波）和一个常数C 相加后再和一个1000Hz 的幅度为A 的正弦波相乘的功能：y(t)=A(m(t)+C) sin (2*pi*f*t) ，其中f=1000 Hz。保存为s23.mdl。用sim 指令在命令空间启动模型进行仿真：在Matlab 命令空间中用语 句对参数A, C, f进行设置，并对采用命令open 打开，采用sim 指令进行仿真。请给出指令语句。

三、实验报告要求

写出程序及上机的结果。

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实验六控制系统的时域分析

一、 实验目的

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、 实验内容 (一) 稳定性

1. 系统传函为G?s??3s4?2s3?5s2?4s?6s?3s?4s?2s?7s?25432，试判断其稳定性。

s2?2s?22. 用Matlab求出G(s)?4的极点，判断稳定性。

s?7s3?3s2?5s?2（二）阶跃响应

2?n典型二阶系统：G(s)?2 2s?2??ns??n要求：

1）在Matlab环境下，编程绘制出当Wn=6，??0.1,0.2,0.3,.04,1.2时，二阶系统的单位阶跃响应曲线并分析?的变化对控制系统输出的影响；

2）在Matlab环境下，编程绘制出??0.7，Wn=2、4、6、8、10、12时，系统的单位阶跃响应曲线并说明Wn的变化对系统输出有何影响。 （三）系统动态特性分析

3.1用编程方式求二阶系统G(s)?120阶跃响应的峰值时间tp，上升时间tr，调整时间

s2?12s?120ts，超调量?%。

3.2 (1)在Simulink集成环境下建立模型，在给定信号作用点处输入单位给定阶跃响应信号，0.3秒后在扰动信号点输入单位阶跃响应信号。并绘制相应的响应曲线。

(2)计算仿真结果的超调量、上升时间、峰值时间、稳态误差。

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三、 实验报告要求： 1)完成上述各题

2)分析零极点对系统性能的影响

3)分析阻尼比?、振荡频率Wn对系统阶跃响应的影响

实验七控制系统的频域分析

一、实验目的

1. 利用计算机作出开环系统的波特图 2. 观察记录控制系统的开环频率特性 3. 控制系统的开环频率特性分析 二、实验内容：

1、绘制典型二阶系统的Bode图

2?nG(s)?22s?2??ns??n

要求：

在Matlab环境下，以?为参变量，编程绘制该系统的对数频率特性曲线（Bode图），并从Bode图中找出二阶系统由于?的变化对其Bode图有何影响？图形有哪些变化？图形与?的对应关系（在图中对应的标注出来） 2、某控制系统的开环传递函数为

G(s)H(s)?90(s?5)

s(s?0.6)(s?10)(s?60)要求：

在Matlab环境下，编程绘制该系统的开环Bode图，并通过Bode 图判断该闭环系统的稳定性。若闭环系统稳定，则从图中求出系统的幅值裕度Kg、相位裕度? 3、某控制系统的开环传递函数为：

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G(s)H(s)?42

(s?6)(s?3)要求：

1）绘制开环系统的nyquist图，并判断闭环系统的稳定性；求出系统的单位冲激响应；

2) 若给系统增加一个s=1的开环极点(p=2), 绘制此时的nyquist图，判别此时闭环系统的稳定性；并求出系统的单位冲激响应；

3）若给系统增加一个开环极点p=2的同时再增加一个开环零点z=0, 绘制此时的nyquist图, 判别此时闭环系统的稳定性；并求出系统的单位冲激响应。 三、实验报告要求：

1)完成上述各题

2）分析幅值裕度Kg、相位裕度?的物理意义。

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