matlab课程设计三个题目.docx

matlab课程设计三个题目.docx

《matlab课程设计三个题目.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《matlab课程设计三个题目.docx（9页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

matlab课程设计三个题目

《计算机仿真及应用》

课程设计报告书

学号:

*****

班级:

电气101

姓名:

选题二

考虑下列非线性系统，其数学描述为非线性微分方程组：

其中a=b=0.2，c=5.7，

利用Simulink仿真工具建模，并绘制出各个状态变量的时间响应曲线。

一、设计思想

因为微分方程和传递函数可以通过拉布拉斯变换和其逆变换相互转换，对上述三个方程在零初始条件下两边同时作拉布拉斯变换，得到：

然后根据逻辑关系，连接simulink模型图

二、设计步骤

根据simulink模型里的积分、比例等环节、按照正确的顺序连接，得到仿真框图。

三、调试过程

详细调试过程

对方程及其变量的逻辑顺序整理清晰，选择适合的环节，主要调试每个模块的位置，是最后的框图看起来比较清晰，以免错连。

出现的问题

在框图出现的基础上，绘制各个状态变量的时间响应曲线上出现问题，不知道怎么通过波形图来显示以及最后不知道三条曲线分别对应哪个状态变量。

解决方法

通过对书本的理解和复习，在ConfigurationParameters窗口对状态变量的输出进行设置，然后分别去掉其他两个变量，在commendwindow中输入plot（tout,yout），得到仿真的输出波形。

最后在一个figure里显示。

四、结果分析

仿真框图

三个状态变量的时间响应曲线

选题三

对于时变受控对象模型

，考虑一个PI控制系统模型，如下图所示，其中控制器参数为：

比例常数Kp＝200，积分常数Ki＝10，饱和非线性环节的宽度

，

1、建模并绘制该闭环系统的阶跃响应曲线。

2、将PI控制器封装为一个PID控制器模块，参数Kp和Ki可调节。

一、设计思想

首先分析题目要求的方程，可以采用simulink模型对其每部分分解，最后连接得到系统框图，此部分封装成一个控制模型，第一个框图根据积分环节建立模型，最后进行封装得到。

二、设计步骤

1）根据题目中的受控对象模型，用simulink对方程式进行转换成模块，用函数模块分别赋值，u（t）作为输入，y（t）作为输出得到框图，最后进行封装成受控对象模型。

2）控制器的模块，使用积分环节、Fcn环节对Kp、Ki给值200、10，最后封装成一个模块。

3）对于Saruration环节，属于simulink固有环节，可直接add，将其赋值为（-1,1）,使其宽度

。

4）将三部分连接起来输入送一个阶跃信号step，输出接scope，可得到阶跃响应曲线。

5）第二问将控制器模块里的Kp、Ki参数不给特定值，最后maskSubsystem，在parameter里给Kp、Ki分别设置为可调节的。

三、调试过程

详细调试过程

主要对于受控对象模型进行建模的过程中调试，对于Fcn模块的调试以及输入和输入的关系，还有最后封装上进行调试。

出现的问题

在Fcn模块的使用上不太熟练，以及一些细节，例如：

变量的符号不统一，对模块进行封装的时候不能出现中文等。

解决方法

看Fcn模块的变量是u，将函数的变量t改为u，在封装的时候不使用中文字符定义。

四、结果分析

仿真框图

PID控制器模块

PID封装前模块

PI封装前模块

Fcn参数设置（Kp）

Fcn参数设置（Ki）

受控对象模型

Fcn函数的设置

第二问中对Kp、Ki参数的设置

当双击PID模块时

当运行时，示波器输入波形如图

心得体会

通过这次课程设计，算是对matlab这门课程很大程度上复习了一遍，当看到题后首先要分析题目如何从matlab角度和simulink仿真的手段去解决，选题上选择了两个相对主要应用simulink的题目，也一定程度上熟悉和掌握了如何将一些别的学科的题目通过matlab这门语言和simulink建模来很快捷的解决，对这一部分又加深了应用。

在这个过程中出现了很多问题，大的方面通过查阅课本基本上很多能解决，但有很多细节都没有发现和掌握，又通过上网查阅还有询问老师最后也能解决了，感觉类似于这种编程方面的，细节有很多都需要去反思和总结。

还有团队的作用也很明显，有很多你看不出来的小错误，也许他们就能指出来，节省了很多调试的过程。

通过这次课程设计，老师留了一些比较有针对性的经典的题目，在解决题目的过程中将这学期学的一些内容很大程度上复习以及实践，提高了对一些语言和模型使用的熟练程度，学到了很多知识。