自动控制原理MATLAB仿真实验
实验一典型环节的MATLAB仿真
一、实验目的1．熟悉MATLAB桌面和命令窗口，初步了解SIMULINK功能模块的使用方法。2．通过观察典型环节在单位阶跃信号作用下的动态特性，加深对各典型环节响应曲线的理解。3．定性了解各参数变化对典型环节动态特性的影响。二、SIMULINK的使用MATLAB中SIMULINK是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包。利用SIMULINK功能模块可以快速的建立控制系统的模型，进行仿真和调试。1．运行MATLAB软件，在命令窗口栏“”提示符下键入simuli
k命令，按E
ter键或在工具栏单击按钮，即可进入如图11所示的SIMULINK仿真环境下。
2．选择File菜单下New下的Model命令，新建一个simuli
k仿真环境常规模板。
图11
SIMULINK仿真界面
图12
系统方框图
3．在simuli
k仿真环境下，创建所需要的系统。以图12所示的系统为例，说明基本设计步骤如下：1）进入线性系统模块库，构建传递函数。点击simuli
k下的“Co
ti
uous”，再将右边窗口中“Tra
sferFe
”的图标用左键拖至新建的“u
titled”窗口。2）改变模块参数。在simuli
k仿真环境“u
titled”窗口中双击该图标，即可改变传递函数。其中方括号内的数字分别为传递函数的分子、分母各次幂由高到低的系数，数字之间用空格隔开；设置完成后，选择OK，即完成该模块的设置。3）建立其它传递函数模块。按照上述方法，在不同的simuli
k的模块库中，建立系统所需的传递函数模块。例：比例环节用“Math”右边窗口“Gai
”的图标。4）选取阶跃信号输入函数。用鼠标点击simuli
k下的“Source”，将右边窗口中“Step”图标用左键拖至新建的“u
titled”窗口，形成一个阶跃函数输入模块。
f5）选择输出方式。用鼠标点击simuli
k下的“Si
ks”，就进入输出方式模块库，通常选用“Scope”的示波器图标，将其用左键拖至新建的“u
titled”窗口。6）选择反馈形式。为了形成闭环反馈系统，需选择“Math”模块库右边窗口“Sum”图标，并用鼠标双击，将其设置为需要的反馈形式（改变正负号）。7）连接各元件，用鼠标划线，构成闭环传递函数。8）运行并观察响应曲线。用鼠标单击工具栏中的“”按钮，便能自动运行仿真环境下的系统框图模型。运行完之后用鼠标双击“Scope”元件，即可看到响应曲线。三、实验原理1．比例环节的传递函数为
GsZ2R22Z1R1R1100KR2200K
其对应的模拟电路及SIMULINK图形如图13所示。
图132．惯性环节的传递函数为
比例环节的模拟电路及SIMULINK图形
R2Z2R12r