文档介绍：东南大学自动控制实验室实验报告课程名称:自动控制原理实验实验名称:实验五Matlab/Simulink仿真实验院(系):自动化专业:自动化姓名:学号:实验室:417实验组别:同组人员:实验时间:12月09日评定成绩:审阅教师:………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………3四、实验小结…………………………………………………………11一、实验目的学****系统数学模型的多种表示方法,并会用函数相互转换。学****模型串并联及反馈连接后的系统传递函数。掌握系统BODE图,根轨迹图及奈奎斯特曲线的绘制方法。并利用其对系统进行分析。掌握系统时域仿真的方法,并利用其对系统进行分析。二、预****要求参阅相关Matlab/Simulink参考书,熟悉能解决题目问题的相关Matlab函数。三、=++1(+1),求H(s)的零极点表示式和状态空间表示式。(1)运算代码>>num=[];>>den=conv([,1],[,1]);>>sys=tf(num,den);>>zpk(sys)>>[a,b,c,d]=tf2ss(num,den)(2)结果零极点表示式:Hs=(s+20)s+10(s+5)状态空间表示式:xt=Axt+Bu(t)yt=Cxt+Du(t)其中:A=--=10C===s+5ss+1(s+2),H2s=1s+1。求两模型串联后的系统传递函数。运算代码:>>num1=[1,5];>>den1=conv([1,0],conv([1,1],[1,2]));>>sys1=tf(num1,den1);>>num2=[1];>>den2=[11];>>sys2=tf(num2,den2);>>sys3=series(sys1,sys2)结果:Gs=s+5s4+4s3+5s2+2s求两模型并联后的系统传递函数。运算代码:>>sys4=parallel(sys1,sys2)结果:Gs=s3+4s2+8s+5s4+4s3+5s2+2s求两模型在负反馈连接下的系统传递函数。运算代码:>>sys5=feedback(sys1,sys2)结果:Gs=s2+6s+5s4+4s3+5s2+3s+5作出上题中(1)的Bode图,并求出幅值裕度与相位裕度。运算代码>>bode(sys3)>>[g,p,wg,wp]=margin(sys3)%第一种方法求幅值裕度和相位裕度>>margin(sys3)%:幅值裕度g=,相位裕度p=-°-180°相角频率ωg=,截止频率ωp=:幅值裕度g‘=-,相位裕度p’=-°-180°相角频率ωg‘=,截止频率ωp’=‘=20lg(g),两种方法得出的结果非常接近。=Ks+2(s2+2s+5),绘制系统的根轨迹图与奈奎斯特曲线,并求出系统稳定时的增益K的范围。=1运算代码:>>num=[0,0,0,1];>>d1=[1,2];>>d2=[1,2,5];>den=conv(d1,d2);>>rlocus(num,den)>>gridon结果:>0时根轨迹图由图能够看出,为使系统稳定,应使根轨迹都分布在s平面左半平面,应满足0<K<=-1运算代码:>>num=[0,0,0,-1];>>d1=[1,2];>>d2=[1,2,5];>den=conv(d1,d2);>>rlocus(num,den)>>gridon结果:<0时根轨迹图由图能够看出,为使系统稳定,应使根轨迹都分布在s平面左半平面,应满足-10<K<0综上所述,系统稳定时增益K的范围是:-10<K<-==-1时奈奎斯特曲线对内容4中的系统,当K=10和40时,分别作出闭环系统的阶跃响应曲线,要求用Simulink实现。=10时系统阶跃响应