典型環(huán)節(jié)地MATLAB仿真

1、實(shí)驗(yàn)一典型環(huán)節(jié)的MATLA昉真、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .熟悉MATLA朦面和命令窗口，初步了解SIMULIN。能模塊的使用方法。2 .通過(guò)觀察典型環(huán)節(jié)在單位階躍信號(hào)作用下的動(dòng)態(tài)特性，加深對(duì)各典型環(huán) 節(jié)響應(yīng)曲線的理解。3 .定性了解各參數(shù)變化對(duì)典型環(huán)節(jié)動(dòng)態(tài)特性的影響。、SIMULINK的使用MATLA沖SIMULINK是一個(gè)用來(lái)對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建模、仿真和分析的軟件 包。利用SIMULINK能模塊可以快速的建立控制系統(tǒng)的模型，進(jìn)行仿真和調(diào)試。1 .運(yùn)行MATLABC件，在命令窗口欄” >>”提示符下鍵入simulink命令， 按Enter鍵或在工具欄單擊 力按鈕，即可進(jìn)入如圖1-1所示的SIMU

2、LINK仿真環(huán) 境下。2 .選擇File菜單下New/T的Model命令，新建一個(gè)simulink仿真環(huán)境常 規(guī)模板。3.在simulink仿真環(huán)境下，創(chuàng)建所需要的系統(tǒng)。Lilt Edittl«LpF.3"! |9 Bisarete9 LeoWp Td&les切 Math如 Model Verifitatioii圖 Modtl-Wide Vtili li<£Ports -ft Subsy-stcns幼 Signal ikitributbE Sign-ail Mutiny細(xì) SinkT9 User-Defined Fundi onsR-space Bl

3、oek&et卜CDHK Referenet BlielssetD CS： -P FWDeri vat hveState-SpaceIntefgr b.>Lar弁二 AwtBu 苧=Cxi-DuTriitsp-orl Delaydbla TrHJisport電fZiro-Pdjlfi圖1-1 SIMULINK仿真界面圖1-2系統(tǒng)方框圖以圖1-2所示的系統(tǒng)為例，說(shuō)明基本設(shè)計(jì)步驟如下:1）進(jìn)入線性系統(tǒng)模塊庫(kù)，構(gòu)建傳遞函數(shù)。點(diǎn)擊simulink下的“Continuous ”,再將右邊窗口中“ Transfer Fen ”的圖標(biāo)用左鍵拖至新建的“ untitled ”窗口2）改變模塊參數(shù)。

4、在simulink仿真環(huán)境" untitled ”窗口中雙擊該圖標(biāo)， 即可改變傳遞函數(shù)。其中方括號(hào)內(nèi)的數(shù)字分別為傳遞函數(shù)的分子、分母各次事由 高到低的系數(shù)，數(shù)字之間用空格隔開(kāi)；設(shè)置完成后，選擇 OK即完成該模塊的 設(shè)置。3）建立其它傳遞函數(shù)模塊。按照上述方法，在不同的simulink的模塊庫(kù)中， 建立系統(tǒng)所需的傳遞函數(shù)模塊。例：比例環(huán)節(jié)用“ Math”右邊窗口 “Gain”的圖 標(biāo)。4）選取階躍信號(hào)輸入函數(shù)。用鼠標(biāo)點(diǎn)擊 simulink下的“Source”，將右邊 窗口中“Step”圖標(biāo)用左鍵拖至新建的“ untitled ”窗口，形成一個(gè)階躍函數(shù)輸 入模塊。5）選擇輸出方式。用鼠標(biāo)

5、點(diǎn)擊simulink下的“Sinks”，就進(jìn)入輸出方式模 塊庫(kù)，通常選用“ Scope”的示波器圖標(biāo)，將其用左鍵拖至新建的“ untitled ” 窗口。6）選擇反饋形式。為了形成閉環(huán)反饋系統(tǒng)，需選擇“ Math”模塊庫(kù)右邊窗 口 “Sumi圖標(biāo)，并用鼠標(biāo)雙擊，將其設(shè)置為需要的反饋形式（改變正負(fù)號(hào)） 。7）連接各元件，用鼠標(biāo)劃線，構(gòu)成閉環(huán)傳遞函數(shù)。8）運(yùn)行并觀察響應(yīng)曲線。用鼠標(biāo)單擊工具欄中的“ 卜”按鈕，便能自動(dòng)運(yùn) 行仿真環(huán)境下的系統(tǒng)框圖模型。運(yùn)行完之后用鼠標(biāo)雙擊“ Scope”元件，即可看 到響應(yīng)曲線。三、實(shí)驗(yàn)原理1 .比例環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為ZoRoG（s） = - - = - - = -2B

6、 = 100K, R2 = 200K乙Ri其對(duì)應(yīng)的模擬電路及SIMULINK圖形如圖1-3所示。B21 1R1.人A/DlStepGain Scope2 .慣性環(huán)節(jié)的發(fā)遞函數(shù)為圖1-3 比例環(huán)節(jié)的模擬電路及 SIMULINK 圖形R2- Z2R12八.G(s) = = R1 =100K,R2 = 200K,C1 = 1ufZiR2C1 10.2s 1其對(duì)應(yīng)的模擬電路及SIMULINK圖形如圖1-4所示。3 .積分環(huán)節(jié)（I）的傳遞函數(shù)為G（S）= = -嬴107SR1 =100K,C1 =1uf其對(duì)應(yīng)的模擬電路及SIMULINK圖形如圖1-5所示Transfer FenScope圖1-4慣性環(huán)節(jié)

7、的模擬電路及 SIMULINK圖形C1U2A/D1積分環(huán)節(jié)的模擬電路及及白姐口T殖rf燈 FenSeoPfeSIMULINK 圖形4 .微分環(huán)節(jié)（D）的傳遞函數(shù)為、Z2G(s) = - -RiG s - _sZiR =100K,G =10ufC2 :二 Ci = 0.01uf其對(duì)應(yīng)的模擬電路及SIMULINK圖形如圖1-6所示5 .比例StepDerivative圖1-6微分環(huán)節(jié)的模擬電路及及SIMULINK 圖形G二-2Z1R2八一骨(RCs 1) = -(0.1s 1)R1 =R2 =100K,C1 =10uf C20 cl =0.01uf其對(duì)應(yīng)的模擬電路及SIMULINK圖形如圖1-7所

8、示。6 .比例+積分環(huán)節(jié)（PI）的傳遞函數(shù)為G=-鄉(xiāng)=Z1C2R2 +/1CiSR1=-(1 -) sR1 r R2 =100K,C1 =10ufC1圖VI n/AiU2-a/biStepDerivative其對(duì)應(yīng)的模擬電路及1-7比例+微分環(huán)節(jié)的模擬電路及 SIMULINK 圖形SIMULINK圖形如圖1-8所示。ScopeStepIntegirator圖1-8比例+積分環(huán)節(jié)的模擬電路及SIMULINK圖形四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容按下列各典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)，建立相應(yīng)的SIMULINK仿真模型，觀察并記錄其單位階躍響應(yīng)波形。1比例環(huán)節(jié) G1 (s) =1 和 Gi(s) = 2 ;1 一12慣性環(huán)節(jié)Gi(s)= 和G2(s)=s 10.5s 13積分環(huán)節(jié)G1(s) = %4微分環(huán)節(jié)Gi(s)=s比例+ 微分環(huán)節(jié)(PDD G1 (s) = s+2ffiG2(s) = s + 1比例 + 積分環(huán)節(jié)(PI) G1(s) =1+% 和 G2(s) =1+%s五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1 .畫(huà)出各典