機(jī)械控制工程基礎(chǔ)試驗(yàn)報(bào)告

PAGEPAGE1機(jī)械工程控制基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)報(bào)告班級(jí)學(xué)號(hào)姓名年月日概述：MATLAB是MathWorks公司的軟件產(chǎn)品，是一個(gè)高級(jí)的數(shù)值分析、處理和計(jì)算的軟件，其強(qiáng)大的矩陣運(yùn)算能力和完美的圖形可視化功能，使得它成為國(guó)際控制界應(yīng)用最廣泛的首選計(jì)算機(jī)工具。MATLAB具有良好的的可擴(kuò)展性，其函數(shù)大多數(shù)為ASCII文件，可以直接進(jìn)行編輯、修改；其工具箱可以任意增加，任何人可以生成自己的MATLAB工具箱。因此，很多研究成果被直接做成MATLAB工具箱發(fā)表。SIMULINK是基于模型化圖形的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真軟件，是MATLAB的一個(gè)工具箱，它使系統(tǒng)分析進(jìn)入一個(gè)嶄新的階段，它不需要過(guò)多地了解數(shù)值問(wèn)題，而是側(cè)重于系統(tǒng)的建模、分析和設(shè)計(jì)。其良好的人機(jī)界面及周到的幫助功能使得它廣為科技界和工程界采用。因此，本試驗(yàn)將盡可能把MATLAB和SIMULINK工具應(yīng)用于控制系統(tǒng)的分析和計(jì)算中。試驗(yàn)一：用MATLAB進(jìn)行部分分式展開1、試驗(yàn)?zāi)康模海?）對(duì)MATLAB進(jìn)行初步的了解；（2）掌握應(yīng)用MATLAB對(duì)高階函數(shù)進(jìn)行部分分式的展開。2、試驗(yàn)學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)3、試驗(yàn)方法：MATLAB有一個(gè)命令用于求B（S）/A（S）的部分分式展開式。設(shè)S的有理分式為F（S）=B（S）/A(S)=num/den=(b0Sn+b1Sn-1+…+bn)/(Sn+a1Sn-1+…+an)式中ai和bi的某些值可能是零。在MATLAB的行向量中，num和den分別表示F(S)分子和分母的系數(shù)，即num=[b0b1…bn]den=[1a1…an]命令[r,p,q]=residue(num,den)MATLAB將按下式給出F（S）部分分式展開式中的留數(shù)、極點(diǎn)和余項(xiàng)：有：r(1)、r(2)…r(n)是函數(shù)的留數(shù)；p(1)、p（2）、…p(n)是函數(shù)的極點(diǎn)；K（s）是函數(shù)的余項(xiàng)。4、試驗(yàn)內(nèi)容（1）試求下列函數(shù)的部分分式的展開式，寫出程序語(yǔ)句和部分分式的結(jié)果程序語(yǔ)句：結(jié)果：（2）試求下列函數(shù)的部分分式的展開式，寫出程序語(yǔ)句和部分分式的結(jié)果程序語(yǔ)句：結(jié)果試驗(yàn)二：時(shí)域特性的計(jì)算機(jī)輔助分析1、試驗(yàn)?zāi)康模海?）對(duì)MATLAB進(jìn)行進(jìn)一步的了解；（2）掌握應(yīng)用MATLAB求解高階系統(tǒng)的各種時(shí)域響應(yīng)的求法；（3）掌握系統(tǒng)零極點(diǎn)的求法，從而判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。2、試驗(yàn)學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)3、試驗(yàn)方法：（1）impluse(num,den)，得到傳遞函數(shù)G(S)=num(S)/den(s)表示的脈沖響應(yīng)曲線；（2）impluse(num,den,t)，得到傳遞函數(shù)G(S)=num(S)/den(s)表示的脈沖響應(yīng)曲線，并可指定時(shí)間t；（3）step(num,den)，得到以得到傳遞函數(shù)G(S)=num(S)/den(s)表示的脈沖響應(yīng)曲線；（4）step(num,den,t)，得到以得到傳遞函數(shù)G(S)=num(S)/den(s)表示的脈沖響應(yīng)曲線,并可指定時(shí)間t；(5)lsim(num,den,u,t)計(jì)算連續(xù)系統(tǒng)的任意輸入響應(yīng),得到以得到傳遞函數(shù)G(S)=num(S)/den(s)表示的u輸入的響應(yīng)曲線,并可指定時(shí)間t；（6）roots(den)，得到多項(xiàng)式den的根；（7）pzmap(num,den)，得到傳遞函數(shù)G(S)=num(S)/den(s)表示的系統(tǒng)的零極點(diǎn)圖，“×”表示極點(diǎn)，“O”表示零點(diǎn)。4、試驗(yàn)內(nèi)容（1）已知某高階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為求該系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)、單位階躍響應(yīng)和單位速度響應(yīng)和單位加速度響應(yīng)。獲得單位脈沖響應(yīng)程序語(yǔ)句及圖形：獲得單位階躍響應(yīng)程序語(yǔ)句及圖形：獲得單位速度響應(yīng)程序語(yǔ)句及圖形：獲得單位加速度響應(yīng)程序語(yǔ)句及圖形：（2）已知某高階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為試求該系統(tǒng)的極點(diǎn)并判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。程序及結(jié)果：（3）已知某高階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為試求該系統(tǒng)的零極點(diǎn)并判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性，繪制系統(tǒng)的零極點(diǎn)圖。程序及結(jié)果：試驗(yàn)三：頻域特性的計(jì)算機(jī)輔助分析1、試驗(yàn)?zāi)康模海?）對(duì)MATLAB進(jìn)行加深了解；（2）掌握應(yīng)用MATLAB求解系統(tǒng)的Nyquist圖；（3）掌握應(yīng)用MATLAB求解系統(tǒng)的Bode圖；2、試驗(yàn)學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)3、試驗(yàn)方法：（1）nyquist(num,den,w)，繪制Nyquist圖。num和den分別表示傳遞函數(shù)的分子和分母中中包含以S的降冪排列的多項(xiàng)式系數(shù)。命令Nyquist(num,den,w)可以按指定的頻率點(diǎn)W，繪制系統(tǒng)的Nyquist圖。（2）bode(num,den,w)，繪制Bode圖。num和den分別表示傳遞函數(shù)的分子和分母中中包含以S的降冪排列的多項(xiàng)式系數(shù)。命令bode(nu