文档介绍：东南大学自动控制试验室
实验报告
课程名称：自动控制原理试验
试验名称：试验五 Matlab/Simulink仿真试验
院（系）：自动化专业：自动化
姓名：学号：
实验室： 417 试验组别：
同组人员：试验时间： 12月09日
评定成绩：审阅老师：
目录
一. 试验目标………………………………………………………… 3
二．预习要求………………………………………………………… 3
三. 试验内容………………………………………………………… 3
四、试验小结………………………………………………………… 11
一、试验目标
学习系统数学模型多个表示方法，并会用函数相互转换。
学习模型串并联及反馈连接后系统传输函数。
掌握系统BODE图，根轨迹图及奈奎斯特曲线绘制方法。并利用其对系统进行分析。
掌握系统时域仿真方法，并利用其对系统进行分析。
二、预习要求
参阅相关Matlab/Simulink参考书，熟悉能处理题目问题相关Matlab函数。
三、试验内容
1．已知 Hs=++1(+1)，求H(s)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=-- B=10
C= D=0
2．已知 H1s=s+5ss+1(s+2)，H2s=1s+1。
求两模型串联后系统传输函数。
运算代码：
>> num1=[1,5];
>> den1=conv([1,0],conv([1,1],[1,2]));
>> sys1=tf(num1,den1);
>> num2=[1];
>> den2=[1 1];
>> sys2=tf(num2,den2);
>> sys3=series(sys1,sys2)
结果：
Gs=s+5s4+4s3+5s2+2s
求两模型并联后系统传输函数。
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系统传输函数。
运算代码：
>> sys5=feedback(sys1,sys2)
结果：
Gs=s2+6s+5s4+4s3+5s2+3s+5
作出上题中（1）Bode图，并求出幅值裕度和相位裕度。
运算代码
>> bode(sys3)
>> [g,p,wg,wp]=margin(sys3) %第一个方法求幅值裕度和相位裕度
>>margin(sys3) %第二种方法求幅值裕度和相位裕度
结果
Bode图
第一个方法：
幅值裕度g=，相位裕度p=-°
-180°相角频率ωg=，截止频率ωp=
第二种方法：
幅值裕度g‘=-，相位裕度p’=-°
-180°相角频率ωg‘=，截止频率ωp’=
其中第二种方法 g‘=20lg⁡(g)，两种方法得出结果很靠近。
利用Bode图观察幅值裕度和相位裕度
给定系统开环传输函数为Gs=Ks+2(s2+2s+5)，绘制系统根轨迹图和奈奎斯特曲线，并求出系统稳定时增益K范围。
根轨迹图
A．令 K=1
运算代码：
>> num=[0,0,0,1];
>> d1=[1,2];
>> d2=[1,2,5];
> den=conv(d1,d2);