自控原理MATLAB仿真大作业.docx

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自控原理MATLAB仿真大作业

实训报告

课程名称MATLAB实训

报告名称MATLAB仿真大作业

学院电子与电气

班级11自动C1

学号

学生姓名

一、实验目的：

1、熟悉并学会使用MATLAB的可视化界面环境Guide；

2、利用MATLAB的可视化界面环境Guide建立用户使用界面，使其可以随用户意愿来对输入信号为阶跃信号时一阶系统和二阶系统的时域和频域进行分析；

3、熟悉并学会MATLAB的程序设计；

4、了解一阶系统和二阶系统相对于阶跃信号输入的时域和频域特性；

5、进一步了解MATLAB软件的使用。

二、实验过程及结果分析：

1、打开可视化界面环境，在左侧的图形对象面板里找出如下图所示的按钮、文本框、框架等空间，修改其string的值，如将其中一个文本框的string改为“请设置系统类型”，则在初始界面上，该文本框里就会显示“请设置系统类型”。

在选择好控件并修改好其属性后，加入我们需要的内容，并编写程序；

2、在整个系统搭建成功后，调试系统，在进入系统后，会出现如下图所示的初始界面：

（1）先选择一阶系统，对其进行时域分析，此时的ζ和Wn两栏会自动消失，先测量T=1时的特性曲线，将其设置成红色

再测量T=0.5时的特性曲线，为表区分，将其设置成蓝色

再测量T=2时的特性曲线，为表区分，将其设置成黄色

再测量T=5时的特性曲线，将其设置成黑色

结论一：

对比着四根线可以得出，一阶系统T越大，其反应速度越快。

（2）对一阶系统的频域进行分析，现取T=0.5

此时一阶系统的像函数F（s）的零极点分布图的右端点在0.42~0.32之间

取T=1时

此时一阶系统的像函数F（s）的零极点分布图的右端点在0.23~0.16之间

取T=5时

此时一阶系统的像函数F（s）的零极点分布图的右端点在0.046~0.034之间

结论二：

一阶系统的T值取得越大，其象函数的零极点分布越靠右

（3）分析二阶系统的时域特性

先设置ζ=0.3，Wn=1,发现输出有超调，且调节时间过长

增大Wn发现超调不变，调节时间缩短

设置ζ为最佳阻尼比0.707，Wn设为10，发现输出略有超调，但调节时间大幅降低

经调节发现，当ζ大于0.8时，系统无超调，则设置ζ=1，Wn=10的情况下，观察其输出曲线

结论三：

相对于二阶系统，ζ越大，系统反应越慢，在0,707附近最佳；Wn越大，系统峰值时间越小，经试验得ζ=0.8，Wn=10时的系统响应最好。

（4）分析二阶系统的频域特性

取Wn=5不变，改变ζ的值

ζ=0,3时：

二阶系统象函数F（s）的零极点分布图如下：

ζ=0.707时

ζ=1时

取ζ=1不变，变Wn

Wn=0.5

Wn=1

Wn=5

结论四：

当ζ不变时，Wn越大，二阶系统象函数F（s）的零极点分布图为一条竖直线，且其横坐标所在位置不变，其所在圆弧的范围增大。

三、小结

通过这次MATLAB实训，结合上机操作进行练习，让我们在短时间内掌握了MATLAB的基本操作。

并且可以自己设计一些用户界面，即人机对话窗口，为以后分析系统铺垫了解题工具。