实验一 基于Matlab环境仿真基础实验
实验目的：
1、
熟悉和了解Matlab的基本使用环境，通过该实验，使学生初步掌握一项仿真工 具。 了解和掌握 Matlab的两个主要编程环境（M-file 、Model）。
2、
实验要求：（1、2任选其一）
1、
在 M-file
文件下,
编制自然频率
定，不冋阻尼系数的单位阶跃响应的响应
曲线。
2、
在 M-file
文件下， 编制自然频率 -定，不冋阻尼系数的
Bode图
3、
在Model文件下，建立1型三阶系统的结构模型，分析输入斜坡响应的静动态
指标。
二、实验设备：
计算机、Mtalab软件
四、实验内容及步骤：
1、
使用界面的介绍:
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Ld 图1.1 Matlab使用界面
在file\\New\\M-file 建立 M文件；在file\\New\\Model
建立模型文件。在主窗体部
分可以直接输入命令；也可以观看运算结果，它是直接反映运算信息的重要窗口。
2、
对于一个典型二阶系统
Ry
2 nS -
'n = 6 , ?分别为
其中「n为自然频率(无阻尼振荡频率)，?为相对阻尼系数。当
0.1;0.2;0.3;0.4;
跃响应。
…;1.0;2.0 时，在M— file
文件下，编制程序。绘制的各自单位阶
解：Matlab程序
% wn=6时，阻尼系数 0.1;0.2;0.3……1.0;2.0 wn=6;
kosi=[0.1:0.1:1.0,2.0]; figure⑴ hold on for kos=kosi num=wn A2;
den=[1,2*kos*w n,wn 人2]; step( nu m,de n) end title(' hold off
执行后单位阶跃响应曲线
阶跃响应
的单位阶跃响应 自然振荡频率
%
%
阻尼系数
阶跃响应')
图1.2典型二阶系统的单位阶跃响应曲线
步骤：
(1)。在M- file 文件下，编制自然频率一定,
3、
对于一个典型二阶系统
H(s)
s 2 ns--.：n
'n = 6 , ?分别为
其中「n为自然频率(无阻尼振荡频率)，?为相对阻尼系数。当
0.1;0.2;0.3;0.4;
数的Bode图：
…;1.0;2.0 时，在M— file 文件下，编制程序。绘制的不同阻尼系
解：Matlab程序
% wn=6时，阻尼系数 0.1;0.2;0.3 ......... 1.0 wn=6
kosi=[0.1:0.1:1.0] w=logspace(-1,1,100) figure⑴ num=wn^2 for kos=kosi
den=[1 2*kos*w n wn A2]
[mag,pha,w1]=bode( nu m,de n,w) subplot(2,1,1) hold on
semilogx(w1,mag) subplot(2,1,2) hold on
semilogx(w1,pha) end
subplot(2,1,1) grid on title('Bode xlabel(' ylabel(' grid on
xlabel(' 频率(rad/sec )') ylabel(' 相位 deg') hold off
图') 频率(rad/sec )') 增益 db')
的 bude 图
subplot(2,1,2)
执行后Bode图
Bode 图
频率(rad/sec )
4、 建立Model文件，对I型三阶系统的动静态性能指标进行分析。 系统开环传递函数：
G(s) =
s(s 9s 8)
试对斜坡函数的响应与稳态误差进行分析。
10
2
■ n 图1.4三阶系统斜坡响应仿真结构图
戶|口 / / // / ■ ? / / —— .1
图1.5三阶系统斜坡响应响应曲线图 — 11 ---------- ---------- 1 --------- 1 1 1 ------ 1 --------- — 1 试分析系统的静态偏差，和响应的动态指标。
五、 六、
思考题
2、 3、
如何调用 m－ file 的库文件。 如何快速查找 model 的库元件。
【人力资源】基于Matlab环境仿真基础实验精编版
