文档介绍：工程控制综合实验
部分一:测试部分-----------------------2
部分二:控制部分-----------------------22
综合实验总结---------------------------37

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实验过程:
报告部分:
实验最终总结:
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部分一:信号发生器的时域分析
一、时域分析的概念
时域分析是指控制系统在一定的输入下,根据输出量的时域表达式,分析系统的稳定性、瞬态和稳态性能。
由于时域分析是直接在时间域中对系统进行分析的方法,所以时域分析具有直观和准确的优点。
系统输出量的时域表示可由微分方程得到,也可由传递函数得到。
在初值为零时,一般都利用传递函数进行研究,用传递函数间接的评价系统的性能指标。
具体是根据闭环系统传递函数的极点和零点来分析系统的性能。此时也称为复频域分析。
二、什么是Simulink?
Simulink是MATLAB提供的实现动态系统建模和仿真的一个软件包. .
Simulink的启动。
首先须确定MATLAB已安装了Simulink工具箱. 在工具栏点击Simulink图标:
mand Window中输入
>>Simulink
即出现Simulink Library Browser窗口: Simulink从中可看到Simulink基本模块库及其子库, 如Continuous, Discrete,…, Sinks, (信源)中存放了各种信号源, 如Clock(输出时间t), Constant(输出常数), Sine Wave(输出正弦波), Step(输出阶梯波)等等.
子库Sinks(信宿)中存放对数据的处理装置, 如Display(显示数据), Scope(示波器), XY Graph(用图形显示两变量的函数关系), To File(存储到文件), To Workspace(存储到Workspace), Stop Simulation(停止模拟)等等.
子库Continuous和Discrete分别存放连续离散的函数, 如连续函数有Derivative(求导), Integrator(积分器), State-Space(状态空间), Transfer Fcn(传递函数)等等, 离散的Discrete Transfer Fcn(离散传递函数), Discrete Filter(离散滤波器), Discrete State-Space(离散状态空间) Library Browser窗口中, 建立一个新模型(new model), 即打开一个新的空白模型窗口, 用鼠标左键点取所需要的模块拖到模型窗口中, 用鼠标左键在模块间建立连接线(若在已有连接线上分叉则用右键)即可。
三、数据采集程序设计
S-Function
概念: S-Function(System function)是simulink模块的计算机语言描述。可以用M、C/C++、Ada、Fortan语言以MEX(可执行文件,再windows系统中就是其为dll文件)的形式编写。
S-Function以特殊的方式与simulink方程求解互交。这种互交和simulink内建模块的做法非常相似。S-Function模块可以是连续、离散或者混合系统。
通过S-Function,用户可以将自己的模块加入simulink模型中。从而可以实现用户定义的算法或者与硬件设备交互等。
S-Function 的工作机制
m文件s-function可用的子函数说明如下:
mdlInitializeSizes:定义s-function模块的基本特性,包括采样时间、连续或者离散状态的初始条件和sizes数组。
mdlDerivatives:计算连续状态变量的微分方程。
mdlUpdate:更新离散状态、采样时间和主时间步的要求。
mdlOutputs:计算s-function的输出。mdlGetTimeOfNextVarHit:计算下一个采样点的绝对时间,这个方法仅仅是在用户在mdlInitializeSizes 里说明了一个可变的离散采样时间。
mdlTerminate:实现仿真任务必须的结束。
概括说来,建立s-function可以分成两个分离的任务:
初始化模块特性包括输入输出信号的宽度,离散连续状态的初始条件和采样时间。
将算法放到合适的s-function子函数中去。
为了让Simulink识别出一个m文件s-func