中南大学控制系统仿真实验报告

中南大学控制系统仿真实验报告

控制系统仿真实验报告

学 院：信息科学与工程学院 班 级：姓 名： 学 号：

中南大学控制系统仿真实验报告

目录

实验一 MATLAB语言编程 ....................................................................................................... 3

一、实验目的 ........................................................................................................................... 3 二、具体实验内容、步骤、要求 ........................................................................................... 3 三、实验心得:.......................................................................................................................... 5 实验二 数值积分算法练习与函数调用 ..................................................................................... 6

一、实验目的 ........................................................................................................................... 6 二、实验题目 ........................................................................................................................... 6 三、实验心得:........................................................................................................................ 13 实验三 控制工具箱与SIMULINK软件应用 ......................................................................... 14

一、实验目的 ......................................................................................................................... 14 二、实验预习要求 ................................................................................................................. 14 三、学会调出、运行已由SIMULINK建立的仿真模型 ................................................... 14 四、实验心得:........................................................................................................................ 16 实验四 数字控制系统仿真与综合应用 ................................................................................... 17

一、实验目的 ......................................................................................................................... 17 二、实验内容 ......................................................................................................................... 17 四、实验心得:........................................................................................................................ 20 总结： ............................................................................................................................................ 21

中南大学控制系统仿真实验报告

实验一 MATLAB语言编程

一、实验目的

1、熟悉Matlab语言及其环境，掌握编程方法。 2、要求认真听取实验指导老师讲解与演示。

二、具体实验内容、步骤、要求

1、运行交互式学习软件，学习MATLAB语言； 2、在MATLAB的命令窗口下键入如下命令：

INTRO（注意：intro 为一个用MATLAB语言编写的幻灯片程序，主要演示常用的MATLAB语句运行结果。）

然后，根据现实出来的幻灯片右面按钮进行操作，可按START——NEXT——NEXT按钮一步步运行，观察。

3、自编程序并完成上机编辑，调试，运行，存盘： （1）用MATLAB命令完成矩阵的各种运算，例如：

11

21A

31 41

121314 222324

323334 424344

求出下列运算结果，并上机验证。 解：实验程序如下：

function chengxu1

A=[11 12 13 14;21 22 23 24;31 32 33 34;41 42 43 44]; a1=A(:,1) a2=A(2,:)

a3=A(1:2,2:3) a4=A(2:3,2:3) a5=A(:,1:2) a6=A(2:3) a7=A(:) a8=A(:,:) a9=ones(2,2) a10=eye(2)

中南大学控制系统仿真实验报告

实验结果如下：

11 21

(1) A(:,1)= (2) A(2,:)= 21222324

31 41 1213 2223

(3) A(1:2,2:3)= (4) A(2:3,2:3)=

2223 1112 (5) A(:,1:2)=

21

22 3132 (6) A(2:3)= 41

42

11 21 31 41 12 22 32 (7) A(:)= 42 13 23

33

43 14 24 34 44

(9) ones(2,2)= 11 1 (10) eye(2)= 1 (2)、绘制数学函数的图形，例如：

y(t)=1-2e-tsin(t) (0<=t<=8) 解：根据题意编写MATLAB程序如下：

%绘图程序如下： t=0:0.01:8;

y=1-2*exp(1)-t.*sin(t)

3233 2131 11121314 (8) A(:,:)=

21

222324

31323334

41424344

10

01

理解数组运算与矩阵运算功能。

中南大学控制系统仿真实验报告

plot(t,y)

绘制函数图形如下图所示：

三、实验心得:

通过本次实验，熟悉了解了MATLAB的一些基本操作，对MATLAB的基本运算---单元矩阵，有了详细的了解，可以实现矩阵的快速构造，为之后的实验打下良好的基础。

同时，也熟悉了MATLAB的基本数组运算及画图功能，同样为之后对控制系统的仿真打下基础，对于相关函数模型图形的绘制有很大的帮助。

中南大学控制系统仿真实验报告

实验二 数值积分算法练习与函数调用

一、实验目的

1、理解数值积分法，熟练掌握MATLAB的函数调用。

二、实验题目

1、用Eular法求解初值问题的数值解： 设方程如下：

du

u 2

dt

u(0) 1,t [0,1]

取步长h 0.1，上机编写程序求出数值解。

解：用MATLAB编程求解如下： %用Euler法求初值问题的数值解 function FZSYZ1 t0=0; tf=1; x0=1; h1=0.1;

t=[t0:h1:tf]; n=length(t); u=x0; uu(1)=u; for i=2:n

du=u-2*t(i-1)/u; u=du*h1+u; uu(i)=u; end uu

plot(t,uu)

得到的结果如下图所示：

中南大学控制系统仿真实验报告

2、编写MATLAB程序求解下列方程的数值解：

xdot fun21(t,x) xdot x t2

解：用MATLAB编程求解如下： %用ode23法求初值问题的数值解 function xdot=fun21(t,x) xdot=x-t^2;

function fzsy22 t0=0;tf=3;tol=1e-6; x0=1;trace=1;

[t,x]=ode23('fun21',t0,tf,x0,tol,trace); plot(t,x)

得到的实验结果如下图所示

中南大学控制系统仿真实验报告

3、试将（2-2）方程改为用Eular编程求解试比较用ode23求解结果 解：用MATLAB编程求解如下：

%改用Euler法求初值问题的数值解 function FZSY …… 此处隐藏：4548字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……