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matlab、lingo程序代码22-随机模拟与系统仿真

随机模拟与系统仿真

一. 随机现象的模拟

例：超市出口有若干个收款台，两项服务：收款、装袋。顾客的到达的时间间隔是随机的；因顾客购买的货物量不同，所以服务时间的长短是随机的。

模拟这些随机现象，即利用计算机产生一系列数，每重复这一过程，产生的数列都不同，但是数列的构成服从一定的规律（概率分布），称这些数为随机数。

1. 随机变量及其分布

随机事件：在一定条件下有可能发生的事件，其全体记为Ω 。

概率：随机事件A ∈ Ω发生的可能性的度量 P(A)， 0 ≤P(A) ≤ 1.

定义: 在Ω的σ-集合类F 上的实值函数，P: ω → P(ω), ω ∈ F , 满足：

1. 非负性：P(ω)≥0,

2. 规范性：P(Ω)=1,

3. 可列可加性：对 ω =U A i ?Ω, {A i }是两两不相容的事件，则 P(ω)= ∑P(A i ) ，

称P 为F 上的概率测度.

随机变量：称在Ω上定义的实值函数 ξ ：A → ξ (A) 为随机变量。

离散型： ξ ∈{a k ；k=1,2,…(,n)},

连续型： ξ ∈(a, b) .

随机变量的分布函数：F(x):=P(ξ

离散型若则称

a k a 1 a 2 … a n

P(ξ=a k ) p 1 p 2 … p n

为离散随机变量 ξ 的分布列, 称函数 F(x)=P(ξ

则称函数p(x) 为随机变量 ξ 的分布密度, 称F(x)= P(ξ∈(-∞

, x))为随机变量 ξ 的分布函数几类常见的随机分布

两点分布只有两种可能结果(成功、失败)的实验称为贝努里试验。试验成功的概率为p 二项分布 n 重贝努里试验成功的次数ξ 。

离散的均匀分布

连续的均匀分布

,)(1===∑=n k k k k p

p a P ξ?=∈b a dt t p b a P )(]),[(ξ1

)(=?+∞∞-dt t p )

1(,)1()(<-==-p p p C a P k n k k n k ξn

k n a P k ,,2,1,/1)( ===ξ???=失败

成功01ξ???=-===0

11)(x p x p x P ξ

泊松分布在单位时间间隔内随机事件平均发生的次数ξ .

N(μ，σ) 表示均值为μ，方差为 σ的正态分布。

1/λ

2. 随机数和随机变量的模拟

10. 随机数可由计算机产生

均匀分布的(伪)随机数(rand) ，它在(0, 1) 中的分布是均匀的。

N(0,1)正态分布的(伪)随机数(randn)，它满足均值为0, 方差为1的正态分布。

20.模拟离散随机变量

设离散型随机变量 ξ 有分布列 {p i ;i=1,2,…,n}, 令

则得到数组{p (k); k=1,2,…n.}. 以 p (k)为分点，将[0，1]分为 n 个小区间. 取服从[0, 1]区间上均匀分布的随机数R ∈[0, 1], 则容易证明: P( p (k-1) < R < p (k) ) = p k = P (ξ = a k ). 即随机事件 ― p (k-1) < R < p (k) ‖ 与 ―ξ =a k ‖ 有相同的概率分布。因此取可以取在[0, 1]区间上均匀分布的随机数R=rand ，当p (k-1) < R < p (k)时，则认为事件 ξ =a k 发生。

例如，―顾客到达收款台的的规律是：40%的时间没有人来，30%的时间有1个人来，30%的时间有2个人来。‖ 取随机数 y=rand, 记n 为新到的顾客数, 则当0≤y<0.4时，令n=0；当0.4 ≤ y<0.7时，令n=1；当0.7≤ y ≤ 1时，令n=2。

30.模拟连续随机变量

设连续型随机变量ξ具有分布函数F(x), 记 η为[0, 1]上服从均匀分布的随机变量。令γ=F -1(η), 则 P(γ∈(-∞, x))= P(F -1(η) ∈(-∞, x)) =P(η∈(-∞, F( x)))= F(x), 即γ与ξ 同分布。因此可以取在[0, 1]区间上均匀分布的随机数y=rand ，令 x=F -1(y), 则x 为服从分布函数为F(x) 的随机数.

例如， ― 顾客到达收款台的平均间隔时间是0.5 分钟‖, 即认为顾客到达的时间间隔服从1/λ=0.5 的指数分布，由随机数y=rand ，得到服从指数分布的随机数x= - ln y/ λ。于是，后一位顾客到达时间-前一位顾客到达时间=x.

特别，当y=randn 是服从N(0,1) 正态分布的随机数时， x=μ+σ1/2y 是服从N(μ, σ) 正态分布.

二. 系统仿真（Simulation ）

1. 系统仿真：使用计算机对一个系统的结构和行为进行动态模拟，为决策提供必要的参考信息。特点：对象真实、复杂，进行模仿。

2. 仿真模型：由计算机程序控制运行，从数值上模仿实际系统的动态行为。

3. 仿真过程

1. 现实系统的分析：了解背景，明确目的，提出总体方案。

2. 组建模型：确定变量，明确关系，设计流程，编制程序。

3. 运行检验：确定初始状态，参量数值，运行程序，检验结果，改进模型。

4. 输出结果

???<≥=-0

,00,)(x x e x p x λλ0,

)0(1)(==∑=p p p k i i k 1

,)()1()(=<+n k k p p p

三. 动态系统的仿真

1. 时间步长法：把整个仿真过程分为许多相等的时间间隔，每个间隔为一个时间单位—时间步长。在每个时间步长内模拟系统的动态。

用以控制时间步进（每一次进一个步长）的程序称为仿真时钟。

例池水含盐

池中有水2000 m3，含盐 2 kg，以6m3 / 分的速率向池中注入浓度为0.5 kg / m3 的盐水，又以4 m3 / 分的速率从池中流出混合后的盐水。问欲使池中盐水浓度达到0.2 kg / m3，需要多长时间？

系统分析：池中有盐水，匀速注入浓盐水，匀速流出混合后的盐水，池中盐水的浓度变化。

目的：仿真池中盐水浓度的变化，给出达到给定浓度的时间。

变量、参量：时间t，体积V(t), 盐量S(t), 浓度p(t); 流入流速r I=6，流入浓度p I=0.5 , 流出流速r O=4, 流出浓度p(t), 给定浓度p*=0.2

时间步长?t=1 , 打印步长T=10.

平衡关系:

V( t+ ? t)=V(t)+ (r I– r O )? t

S( t+ ? t)=S(t)+ (r I p I– r O p(t))? t

P ( t+ ? t)=S( t+ ? t) /V( t+ ? t)

初始状态:

V(0)=2000, S(0)=2，p(0)=0.001

Matlab程序

clf

t=1; v=[2000];s=[2];p=[1/1000];

V=[v(end)];S=[s(end)];P=[p(end)];x=[0];

while p(end)<=0.2

T=0;

while T<10

T=T+1; t=t+1;

v=[v 1];s=[s 1];p=[p 0];

v(t)=v(t-1)+2;s(t)=s(t-1)+3-4*p(t-1);p(end)=s(end)/v(end);

if p(end)>0.2

T=20;

end;

x=[x t-1];V=[V v(end)];S=[S s(end)];P=[P p(end)];

end; V1=10^3.*V; a=[x',V1',S',P']

例市场服务

超市有两个出口的收款台，两项服务：收款、装袋。两名职工在出口处工作。有两种安排方案：开一个出口，一人收款、一人装袋；开两个出口，每个人既收款又装袋。问商店经理应选择哪一种收款台的服务方案。

选择服务方案的标准：1. 顾客等待时间长短，2. 每分钟服务的顾客数量，3.服务的工作效率。这里我们以第1个标准选择服务方案。

假设：

1. 顾客的到达收款台是随机的，服从规律：40%的时间没有人来，30%的时间有1个人来，30%的时间有2个人来。

2. 收款装袋的时间是相同的。

3. 第一种方案中，收款与装袋同时进行。

参量，变量：n(t) 在时刻t 到达收款台人数, L(t) 在时刻t 在收款台等待人数,

T1(t) 到时刻t为止所有排队顾客等待时间的总和。

T2(t) 到时刻t为止，所有已交款顾客接受服务的总时间,

τ收款或装袋的时间。

平衡关系：当L(t)=0 且n(t)=0 时, L(t+? t)=L(t); T1(t+? t)=T1(t); T2(t+? t)=T2(t);

否则L(t+? t))=L(t)+n(t)-1; T1(t+? t)=T1(t)+l(t); T2(t+? t)=T2(t)+ τ

取时间步长?t=1 ，收款或装袋的时间τ =1 。

在t时刻, 取随机数r=rand,

当0≤r<0.4时, n(t)=0,

当0.4≤ r<0.7时, n(t)=1,

当0.7≤ r ≤1时, n(t)=2.

仿真30分钟内收款台处的排队情况，

Matlab程序

clf

L=zeros(1,31); %L 等待的顾客人数，

T1=zeros(1,31); %T1等待时间的累加，

T2=zeros(1,31); %T2服务时间的累加,

L1=zeros(1,31);% L1到达顾客人数累加。

t=1; tau=1; x=0:30; r=rand(1,30);

for i=1:30;

t=t+1;

if 0<=r(i) & r(i)<0.4

n=0;

elseif 0.4<=r(i) & r(i)<0.7

n=1;

else n=2;

end;

if L(t-1)==0 & n==0

L(t)=L(t-1);T1(t)=T1(t-1);T2(t)=T2(t-1);L1(t)=L1(t-1);

else

L(t)=L(t-1)+n-1;T1(t)=T1(t-1)+L(t);T2(t)=T2(t-1)+tau; L1(t)=L1(t-1)+n;

end;

r=[0 r]; a=[x',r',L',L1',T1',T2']

eL=T2(end)/tau %已被服务的人数, L2=(find(L1>eL))

L3=sum(L(L2))%未被服务的顾客等待时间总和

g1=(T1(end)-L3)/eL %平均等待时间

g2=g1+tau %平均逗留时间

g3=eL/30 %平均每分钟服务的顾客人数.

练习：编写设两个收款台时的仿真程序，根据两个模拟结果评价两个方案。

2.事件表法（面向事件法）：每处理一个事件就前进一步（每步的时间可能不同），以事件为中心安排。对系统中的一系列不同类型的事件按发生的前后顺序逐个进行分析、处理。

事件表：记录今后将要发生的事件及其属性（发生的时间，事件的类型等），调度事件执行的顺序。它随着程序的执行过程不断地更新和补充以保证仿真过程有序地进行。

例市场服务

假设：1. 顾客的到达收款台是随机的，平均时间间隔为0.5分钟，即间隔时间服从λ=0.5的负指数分布。2. 对不同的顾客收款和装袋的时间服从正态分布N(1，1/3)。

参量，变量：t(i): 第i位顾客到达时间，t2(i):第i位顾客受到的服务时间(随机变量)，T(i): 第i位顾客离去时间.

将第i位顾客到达作为第i件事发生; t(i+1)- t(i)= t1(i) (随机变量)

平衡关系：

当t(i+1)≥T(i) 时, T(i+1)=t(i+1)+t2(i); 否则, T(i+1)=T(i)+t2(i)

模拟20位顾客到收款台前的排队情况。

Matlab程序

clf

t=zeros(1,21);%每位顾客到达时间

T=zeros(1,21);%每位顾客离去时间

w=zeros(1,21);%顾客等待时间累加

ww=zeros(1,21);%收款台空闲时间累加

r=rand(1,21);t1=-log(r)./2;%服从指数分布的随机数

t2=1/2.*(1+(1/3)^(1/2) .*randn(1,21)+abs(1+(1/3)^(1/2).*randn(1,21)));%服从正态分布的随机数列for i=1:1:20

t(i+1)=t(i)+t1(i);

if t(i+1)>=T(i);

w(i+1)=w(i); T(i+1)=t(i+1)+t2(i); ww(i+1)=t(i+1)-T(i)+ww(i);

else w(i+1)=T(i)-t(i+1)+w(i); T(i+1)=T(i)+t2(i); ww(i+1)=ww(i);

end;

b=[t',T',w',ww'];

%求队伍长

[brow,bcol]=size(b);

b=[b,zeros(brow,1)];

b(1,bcol+1)=0;

for j=2:brow

l=0;

if j-l-1>0

while b(j,1)<=b(j-l-1,2)

l=l+1;

end;

b(j,bcol+1)=l;

end;

end; b

g1=w(end)/20 %平均等待时间

g2=sum(T-t)/20 %平均逗留时间

g3=T(end)/20 %平均每分钟服务的顾客人数

3. 系统仿真软件

MATLAB---SIMULINK

Simulink 是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包。它支持线性和非线性系统，连续和离散时间模型等。

Smulink 提供了一个图形化的用户界面，可以用鼠标点击和拖拉模块的图标建模。通过图形界面，可以象用铅笔在纸上画图一样画模型图。

Simulink 包括一个复杂的由接受器、信号源、线性和非线性组件及连接件组成的模块库，每个组件是包含若干模块的模块集。当然也可以定制或者创建用户自己的模块。

Simulink 可以对模型进行仿真，使用显示模块可以在运行仿真时观察到仿真的结果。还可以改变参数并且立即就可以看到它的变化。仿真结果放在工作空间（workspace）中以待进一步的处理或可视化。

Simulink 使用不同窗口分别显示模块库，模型和仿真图形的输出：simulink library browser, model space, work space.

使用命令―simulink‖ 或工具条中的快捷钮进入模块库浏览器。

在―File‖下点击―Model‖就可以进入模型空间组建模型。直接从模块库中将模块拖拉过来就可以拼接成所需要的模型。它可以以.M 文件的形式保存下来。

打开Scope 模块以观察仿真的结果。

选择菜单―Simulation‖的―Parameters‖以打开

―Simulation parameters‖窗口设置参数。

选择―simulation | start‖菜单开始仿真，并观察Scope模块的输出。

例池水含盐的仿真

问题

1. 在池水含盐的问题中令r O=r I=6m3/分

10. 池中盐水的浓度如何变化？

20. 若当p(t) = 0.3kg/m3 时令p I=0，需要多少时间达到p*= 0.2kg / m3？

30. 若池中盐水的初始浓度为p*，对于不同的初始体积V0，当p I=0时，计算池中盐水浓度降低一半所用的时间。

2. 进一步建模分析市场服务的问题，

10. 假设对不同的顾客一位服务员收款并装袋所需的服务时间服从正态分布N(1，1/3)，两位服务员分别收款装袋所需的服务时间服从正态分布N(0.6，0.2).

20. 假设顾客到达的平均时间间隔是0.5分钟。

自控课设MATLAB超前滞后校正概要

课程设计任务书学生姓名：张弛专业班级：电气1002班指导教师：刘志立工作单位：自动化学院题目: 用MATLAB 进行控制系统的滞后－超前校正设计初始条件：已知一单位反馈系统的开环传递函数是 ) 2)(1()(++= s s s K s G 要求系统的静态速度误差系数110-≥S K v ， 45≥γ。要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1、 M ATLAB 作出满足初始条件的最小K 值的系统伯德图，计算系统的幅值裕量和相位裕量。 2、前向通路中插入一相位滞后－超前校正，确定校正网络的传递函数。 3、用MATLAB 画出未校正和已校正系统的根轨迹。 4、用Matlab 对校正前后的系统进行仿真分析，画出阶跃响应曲线，计算其时域性能指标。 5、课程设计说明书中要求写清楚计算分析的过程，列出MATLAB 程序和MATLAB 输出。说明书的格式按照教务处标准书写。时间安排: 指导教师签名: 年月日系主任（或责任教师）签名: 年月日

摘要 (3) 1基于频率响应法校正设计概述 (4) 2串联滞后-超前校正原理及步骤 (5) 2.1滞后超前校正原理 (5) 2.2滞后-超前校正的适用范围 (6) 2.3串联滞后-超前校正的设计步骤 (6) 3串联滞后-超前校正的设计 (7) 3.1待校正系统相关参数计算及稳定性判别 (7) 3.1.1判断待校正系统稳定性 (7) 3.1.2绘制待校正系统的伯德图 (8) 3.1.3绘制待校正系统的根轨迹图 (9) 3.1.4绘制待校正系统的单位阶跃响应曲线 (10) 3.1.5利用SIMULINK进行控制系统建模仿真 (11) 3.2滞后超前-网络相关参数的计算 (12) 3.3对已校正系统的验证及稳定性分析 (15) 3.3.1绘制已校正系统的伯德图 (15) 3.3.2判断已校正系统的稳定性 (16) 3.3.3绘制已校正系统的根轨迹图 (17) 3.3.4绘制已校正系统的单位阶跃响应曲线 (18) 3.3.5利用SIMULINK进行控制系统建模仿真 (19) 3.3.6串联滞后-超前校正设计小结 (20) 4心得体会 (21) 参考文献 (21) 附录 (22)

Matlab结构图控制系统仿真

图5. 利用 SIMULINK仿

4. 建立如图11-54所示的仿真模型，其中PID控制器采用Simulink子系统封装形式，其内部结构如图11-31（a)所示。试设置正弦波信号幅值为5、偏差为0、频率为10πHz\始终相位为0，PID控制器的参数为Kp=10.75、 Ki=1.2、Kd=5，采用变步长的ode23t算法、仿真时间为2s，对模型进行仿真。（6)观察仿真结果。系统放着结束后，双击仿真模型中的示波器模块，得到仿真结果。单击示波器窗口工具栏上的Autoscale按钮，可以自动调整坐标来使波形刚好完整显示，这时的波形如图所示。图3 2. 题操作步骤如下： (1）打开一个模型编辑窗口。 (2）将所需模块添加到模型中。在模块库浏览器中单击Sources,将 Clock（时钟）拖到模型编辑窗口。同样，在User-Defined Functions（用户定义模块库）中把Fcn(函数模块）拖到模型编辑窗口，在Continuous（连续系统模块库）中把 Integrator（积分模块）拖到模型编辑窗口，在Sinks中把Display模块编辑窗口。 (3）设置模块参数并连接各个模块组成仿真模型。双击Fcn模块，打开Function Block operations中把Add模块拖到模型编辑窗口，在Sinks中把Scope模块拖到模型编辑窗口。（3）设置模块参数并连接各个模块组成仿真模型。先双击各个正弦源，打开其Block Parameters对话框，分别设置Frequency（频率）为2*pi、 6*pi、10*pi、 14*pi、18*pi，设置Amplitude（幅值）为1、1/3、1/5、1/7和1/9，其余参数不改变。对于求和模块，將符号列表List of signs设置为 +++++。（4）设置系统仿真参数。单击模型

控制系统MATLAB仿真基础

系统仿真 § 4.1控制系统的数学模型 1、传递函数模型（tranfer function） 2、零极点增益模型（zero-pole-gain） 3、状态空间模型（state-space） 4、动态结构图（Simulink结构图）一、传递函数模型(transfer fcn-----tf) 1、传递函数模型的形式传函定义：在零初始条件下，系统输出量的拉氏变换C（S）与输入量的拉氏变换R（S）之比。 C(S) b1S m+b2S m-1+…+b m G（S）=----------- =- -------------------------------- R(S) a1S n + a2S n-1 +…+ a n num(S) = ------------ den(S) 2、在MATLAB命令中的输入形式在MATLAB环境中，可直接用分子分母多项式系数构成的两个向量num、den表示系统： num = [b1, b2, ..., b m]; den = [a1, a2, ..., a n]; 注：1）将系统的分子分母多项式的系数按降幂的方式以向量的形式输入两个变量，中间缺项的用0补齐，不能遗漏。 2）num、den是任意两个变量名，用户可以用其他任意的变量名来输入系数向量。 3）当系统种含有几个传函时，输入MATLAB命令状态下可用n1,d1;n2,d2…….。 4）给变量num，den赋值时用的是方括号；方括号内每个系数分隔开用空格或逗号；num,den方括号间用的是分号。 3、函数命令tf( ) 在MATLAB中，用函数命令tf( )来建立控制系统的传函模型，或者将零极点增益模型、状态空间模型转换为传函模型。 tf( )函数命令的调用格式为：圆括号中的逗号不能用空格来代替 sys = tf ( num, den ) [G= tf ( num, den )]

信号与系统的MATLAB仿真

信号与系统的MATLAB 仿真一、信号生成与运算的实现 1.1 实现)3(sin )()(π±== =t t t t S t f a )(sin )sin()sin(sin )()(t c t t t t t t t S t f a '=' '== ==πππ π ππ m11.m t=-3*pi:0.01*pi:3*pi; % 定义时间范围向量t f=sinc(t/pi); % 计算Sa(t)函数 plot(t,f); % 绘制Sa(t)的波形运行结果： 1.2 实现)10() sin()(sin )(±== =t t t t c t f ππ m12.m t=-10:0.01:10; % 定义时间范围向量t f=sinc(t); % 计算sinc(t)函数 plot(t,f); % 绘制sinc(t)的波形运行结果： 1.3 信号相加：t t t f ππ20cos 18cos )(+= m13.m syms t; % 定义符号变量t f=cos(18*pi*t)+cos(20*pi*t); % 计算符号函数f(t)=cos(18*pi*t)+cos(20*pi*t) ezplot(f,[0 pi]); % 绘制f(t)的波形运行结果：

1.4 信号的调制：t t t f ππ50cos )4sin 22()(+= m14.m syms t; % 定义符号变量t f=(2+2*sin(4*pi*t))*cos(50*pi*t) % 计算符号函数f(t)=(2+2*sin(4*pi*t))*cos(50*pi*t) ezplot(f,[0 pi]); % 绘制f(t)的波形运行结果： 1.5 信号相乘：)20cos()(sin )(t t c t f π?= m15.m t=-5:0.01:5; % 定义时间范围向量 f=sinc(t).*cos(20*pi*t); % 计算函数f(t)=sinc(t)*cos(20*pi*t) plot(t,f); % 绘制f(t)的波形 title('sinc(t)*cos(20*pi*t)'); % 加注波形标题运行结果：

基于Matlab的自动控制系统设计与校正

自动控制原理课程设计设计题目：基于Matlab的自动控制系统设计与校正

目录第一章课程设计内容与要求分析.................................................... 错误！未定义书签。 1.1设计内容 (1) 1.2 设计要求 (1) 1.3 Matlab软件 (2) 1.3.1基本功能 (2) 1.3.2应用 (2) 第二章控制系统程序设计 (4) 2.1 校正装置计算方法 (4) 2.2 课程设计要求计算 (4) 第三章利用Matlab仿真软件进行辅助分析 (6) 3.1校正系统的传递函数 (6) 3.2用Matlab仿真 (6) 3.3利用Matlab/Simulink求系统单位阶跃响应 (8) 3.2.1原系统单位阶跃响应 (8) 3.2.2校正后系统单位阶跃响应 (8) 3.2.3校正前、后系统单位阶跃响应比较 (8) 3.4硬件设计 (8) 3.4.1在计算机上运行出硬件仿真波形图 (9) 课程设计心得体会 (10) 参考文献 (12)

1 第一章课程设计内容与要求分析 1.1设计内容针对二阶系统 )1()(+= s s K s W ，利用有源串联超前校正网络（如图所示）进行系统校正。当开关S 接通时为超前校正装置，其传递函数 11 )(++-=Ts Ts K s W c c α，其中 1 3 2R R R K c += ， 1 ) (13243 2>++ =αR R R R R ，C R T 4=， “-”号表示反向输入端。若Kc=1，且开关S 断开，该装置相当于一个放大系数为1的放大器（对原系统没有校正作用）。 1.2 设计要求 1 1.0)(≤∞e ，开环截止频率ω’≥45°； 2 3） 4）设校正装置网络元件参数R4、5R=100K ，C=1μF 、10μF 若干个）； 6）利用Matlab 仿真软件辅助分析，绘制校正前、后及校正装置对数频率特性曲线,并验算设计结果； 7）在Matlab-Simulink 下建立系统仿真模型，求校正前、后系统单位阶跃响应特性，并进行系统性能比较； 8）利用自动控制原理实验箱完成硬件设计过程，包括：搭建校正前后 c R R

春MATLAB仿真期末大作业

MATLAB仿真期末大作业姓名：班级：学号：指导教师：

2012春期末大作业题目：设单位负反馈控制系统前向通道传递函数由)()(21s G s G 和串联，其中： ) 1(1)()(21++==s A s G s K s G A 表示自己学号最后一位数（可以是零），K 为开环增益。要求：（1）设K=1时，建立控制系统模型，并绘制阶跃响应曲线（用红色虚线，并标注坐标和标题）；求取时域性能指标，包括上升时间、超调量、调节时间、峰值时间；（2）在第（1）问中，如果是在命令窗口绘制阶跃响应曲线，用in1或者from workspace 模块将命令窗口的阶跃响应数据导入Simulink 模型窗口，用示波器显示阶跃响应曲线；如果是在Simulink 模型窗口绘制阶跃响应曲线，用out1或者to workspace 模块将Simulink 模型窗口的阶跃响应数据导入命令窗口并绘制阶跃响应曲线。（3）用编程法或者rltool 法设计串联超前校正网络，要求系统在单位斜坡输入信号作用时，速度误差系数小于等于0.1rad ，开环系统截止频率s rad c /4.4''≥ω，相角裕度大于等于45度，幅值裕度大于等于10dB 。

仿真结果及分析：（1）、（2）、将Simulink模型窗口的阶跃响应数据导入命令窗口并绘制阶跃响应曲线通过在Matlab中输入命令： >> plot(tout,yout,'r*-') >> title('阶跃响应曲线') 即可得出系统阶跃响应曲线，如下：求取该控制系统的常用性能指标：超调量、上升时间、调节时间、峰值时间的程序如下： G=zpk([],[0,-1],5)。 S=feedback(G,1)。

控制系统的MATLAB仿真与设计课后答案

>>z=-4*sqrt(2)*sin(t); >>plot3(x,y,z,'p'); >>title('Line in 3-D Space'); >>text(0,0,0,'origin'); >>xlabel('X'),ylable('Y'),zlable('Z');grid; 4>>theta=0:0.01:2*pi; >>rho=sin(2*theta).*cos(2*theta); >>polar(theta,rho,'k'); 5>>[x,y,z]=sphere(20); >>z1=z; >>z1(:,1:4)=NaN; >>c1=ones(size(z1)); >>surf(3*x,3*y,3*z1,c1); >>hold on >>z2=z; >>c2=2*ones(size(z2)); >>c2(:,1:4)=3*ones(size(c2(:,1:4))); >>surf(1.5*x,1.5*y,1.5*z2,c2); >>colormap([0,1,0;0.5,0,0;1,0,0]); >>grid on >>hold off 第四章 1>>for m=100:999 m1=fix(m/100); m2=rem(fix(m/10),10); m3=rem(m,10); if m==m1*m1*m1+m2*m2*m2+m3*m3*m3 disp(m) end end 2M文件：function[s,p]=fcircle(r) s=pi*r*r; p=2*pi*r; 主程序： [s,p]=fcircle(10) 3>>y=0;n=100; for i=1:n y=y+1/i/i; end >>y

matlab控制系统仿真.

课程设计报告题目PID控制器应用课程名称控制系统仿真院部名称龙蟠学院专业自动化班级M10自动化学生姓名学号课程设计地点 C208 课程设计学时一周指导教师应明峰金陵科技学院教务处制成绩

一、课程设计应达到的目的应用所学的自动控制基本知识与工程设计方法，结合生产实际，确定系统的性能指标与实现方案，进行控制系统的初步设计。应用计算机仿真技术，通过在MATLAB软件上建立控制系统的数学模型，对控制系统进行性能仿真研究，掌握系统参数对系统性能的影响。二、课程设计题目及要求 1．单回路控制系统的设计及仿真。 2．串级控制系统的设计及仿真。 3．反馈前馈控制系统的设计及仿真。 4．采用Smith 补偿器克服纯滞后的控制系统的设计及仿真。三、课程设计的内容与步骤 (1)．单回路控制系统的设计及仿真。（a）已知被控对象传函W(s) = 1 / (s2 +20s + 1)。（b）画出单回路控制系统的方框图。（c）用MatLab的Simulink画出该系统。

（d）选PID调节器的参数使系统的控制性能较好，并画出相应的单位阶约响应曲线。注明所用PID调节器公式。PID调节器公式Wc（s）=50(5s+1)/(3s+1) 给定值为单位阶跃响应幅值为3。有积分作用单回路控制系统PID控制器取参数分别为：50 2 5 有积分作用单回路控制系统PID控制器取参数分别为：50 0 5

大比例作用单回路控制系统PID控制器取参数分别为：50 0 0 （e）修改调节器的参数，观察系统的稳定性或单位阶约响应曲线，理解控制器参数对系统的稳定性及控制性能的影响？答：由上图分别可以看出无积分作用和大比例积分作用下的系数响应曲线，这两个PID调节的响应曲线均不如前面的理想。增大比例系数将加快系统的响应，但是过大的比例系数会使系统有比较大的超调，并产生振荡，使稳定性变坏；

matlab实验九控制系统的PI校正设计及仿真

实验九控制系统的PI校正设计及仿真一、实验目的 1. 应用频率综合法对系统进行PI校正综合设计； 2. 学习用MATLAB对系统性能进行仿真设计、分析；二、实验设计原理与步骤 1?设计原理滞后校正(亦称PI校正)的传递函数为：其对数频率特性如图9-1所示，参数表征滞后校正的强度。 2 ?设计步骤基于频率法的综合滞后校正的步骤是： (1)根据静态指标要求，确定开环比例系数K，并按已确定的K画出系统固有部分的Bode 图； (2)根据动态指标要求试选c，从Bode图上求出试选的c 点的相角，判断是否满足相位裕度的要求(注意计入滞后校正带来的50 ~ 120的滞后量)，如果满足，转下一步。否则，如果允许降低 c ,就适当重选较低的 C ； (3)从图上求出系统固有部分在c点的开环增益Lg ( c) o如果Lg ( c) >0令Lg ( c) =20lg ，求出，就是滞后校正的强度，如果Lg (c) < 0，则无须校正，且可将开环比例系数提高。 (4)选择21 1 1 (~ ) C，进而确定 1 1 o T 5 10 T (5)画出校正后系统的Bode图，校核相位裕量。滞后校正的主要作用是降低中频段和高频段的开环增益,但同时使低频段的开环增益不受影响，从而达到兼顾静态性能与稳定性。它的副作用是会在c点产生一定的相角滞后。三、实验内容练习9-1设系统原有开环传递函数为：系统的相位裕度丫40° 系统的开环比例系数K= 5 S-1

截止频率为c=0 . 5 S1 要求： (1)用频率法设计满足上述要求的串联滞后校正控制器； ( 2)画出校正前后的Bode 图 ( 3)用Simulink 对校正前后的闭环系统进行仿真，求出其阶跃响应； (4)分析设计效果。 k0=5;n1=1; d1=conv(conv([1,0],[1,1]),[0.5 1]); w=logspace(-1,3,1000); sope=tf(k0*n1,d1); figure(1) margin(sope);grid on wc=0.5; num=sope.num{1}; den=sope.den{1}; na=polyval(num,j*wc); da=polyval(den,j*wc); g=na/da; g1=abs(g); h=20*log10(g1); beta=10A(h/20); t=10/wc; bt=beta*t; gc=tf([t,1],[bt,1]) sys1=sope*gc [mag1,phase1,w]=bode(sys1,w); [gm1,pm1,wcg1,wcp1]=margin(mag1,phase1,w); figure(2) margin(sys1); grid on; 滞后： 20 s + 1 173.5 s + 1 练习9-2 设被控对象开环传递函数为：系统的相位裕度丫400

电机学matlab仿真大作业报告

. 基于MATLAB的电机学计算机辅助分析与仿真实验报告

一、实验内容及目的 1.1 单相变压器的效率和外特性曲线 1.1.1 实验内容一台单相变压器，N S =2000kVA, kV kV U U N N 11/127/21=，50Hz ，变压器的参数和损耗为008.0* ) 75(=C k o R ，0725.0*=k X ，kW P 470=，kW P C KN o 160)75(=。 (1)求此变压器带上额定负载、)(8.0cos 2滞后=?时的额定电压调整率和额定效率。 (2)分别求出当0.1,8.0,6.0,4.0,2.0cos 2=?时变压器的效率曲线，并确定最大效率和达到负载效率时的负载电流。 (3)分析不同性质的负载（),(8.0cos 0.1cos ),(8.0cos 222超前，滞后===???）对变压器输出特性的影响。 1.1.2 实验目的（1）计算此变压器在已知负载下的额定电压调整率和额定效率（2）了解变压器效率曲线的变化规律（3）了解负载功率因数对效率曲线的影响（4）了解变压器电压变化率的变化规律（5）了解负载性质对电压变化率特性的影响 1.1.3 实验用到的基本知识和理论（1）标幺值、效率区间、空载损耗、短路损耗等概念（2）效率和效率特性的知识（3）电压调整率的相关知识 1.2串励直流电动机的运行特性 1.2.1实验内容一台16kw 、220V 的串励直流电动机，串励绕组电阻为0.12Ω，电枢总电阻为0.2Ω。电动势常数为.电机的磁化曲线近似的为直线。其中为比例常数。假设电枢电流85A 时，磁路饱和(为比较不同饱和电流对应的效果，饱和电流可以自己改变）。

基于Matlab仿真PID校正

基于matlab 仿真的pid 校正总结 PID 控制器是目前在过程控制中应用最为普遍的控制器，它通常可以采用以下几种形式：比例控制器，0;D I K K ==比例微分控制器，0;I K =比例积分控制器，0; D K =标准控制器。下面通过一个例子来介绍PID 控制器的设计过程。假设某弹簧（阻尼系统）如图1所示，1,10/,20/M kg f N s m k N m ==?=。让我们来设计不同的P 、PD 、PI 、PID 校正装置，构成反馈系统。来比较其优略。系统需要满足：（1）较快的上升时间和过渡过程时间；（2）较小的超调；（3）无静差。图1 弹簧阻尼系统系统的模型可描述如下：

控制系统建模与仿真论文( 2011) () 2 ()1()X s G s F s M s fs k = = ++ （1）、绘制未加入校正装置的系统开环阶跃响应曲线。根据系统的开环传递函数，程序如下： clear; t=0:0.01:2; num=1; den=[1 10 20]; c=step(num,den,t); plot(t,c); xlabel('Time-Sec'); ylabel('y'); title('Step Response'); grid; 系统的阶跃响应曲线如图2 图2 未加入校正时系统的开环阶跃响应曲线

（2）、加入P 校正装置我们知道，增加p K 可以降低静态误差，减少上升时间和过渡时间，因此首先选择P 校正，也就是加入一个比例放大器。此时，系统的闭环传递函数为： 2 ()10(20) p c p K G s s s K = +++ 此时系统的静态误差为 120p p K K - +。所以为了减少静差，可以选择系统的比例增益为300p K =。这样就可以把静差缩小到0.0625。虽然系统的比例系数越大，静差越小，但是比例系数也不能没有限制地增大，它会受到实际物理条件和放大器实际条件的限制。一般取几十到几百即可。增大比例增益还可以提高系统的快速性。加入P 校正后，程序如下： clear; t=0:0.01:2; Kp=300; num=[Kp]; den=[1 10 (20+Kp)]; c=step(num,den,t); plot(t,c); xlabel('Time-Sec'); ylabel('y'); title('Step Response'); gird; 加入P 校正后系统的闭环阶跃响应曲线如图3

matlab 大作业

上海电力学院通信原理Matlab仿真实验报告实验名称： 8QAM误码率仿真试验日期： 2014年 6月3日专业：通信工程姓名：罗侃鸣班级： 2011112班学号： 20112272

一、实验要求写MATLAB程序，对图示的信号星座图完成M=8的QAM通信系统Monte Carlo仿真，在不同SNRindB=0：15时，对N=10000（3比特）个符号进行仿真。画出该QAM系统的符号误码率。二、实验原理 1 QAM调制原理 QAM(Quadrature Amplitude Modulation)正交幅度调制技术，是用两路独立的基带信号对两个相互正交的同频载波进行抑制载波双边带调幅，利用这种已调信号的频谱在同一带宽内的正交性，实现两路并行的数字信息的传输。该调制方式通常有8QAM，16QAM，64QAM。 QAM调制实际上就是幅度调制和相位调制的组合，相位+ 幅度状态定义了一个数字或数字的组合。QAM的优点是具有更大的符号率，从而可获得更高的系统效率。通常由符号率确定占用带宽。因此每个符号的比特（基本信息单位）越多，频带效率就越高。调制时，将输入信息分成两部分：一部分进行幅度调制；另一部分进行相位调制。对于星型8QAM信号，每个码元由3个比特组成，可将它分成第一个比特和后两个个比特两部分。前者用于改变信号矢量的振幅，后者用于差分相位调制，通过格雷编码来改变当前码元信号矢量相位与前一码元信号矢量相位之间的相位差。 QAM是一种高效的线性调制方式，常用的是8QAM，16QAM，64QAM等。当随着M 的增大，相应的误码率增高，抗干扰性能下降。 2 QAM星座图 QAM调制技术对应的空间信号矢量端点分布图称为星座图。QAM的星座图呈现星状分

matlab实验九控制系统的PI校正设计及仿真

实验九控制系统的PI 校正设计及仿真一、实验目的 1. 应用频率综合法对系统进行PI 校正综合设计； 2．学习用MA TLAB 对系统性能进行仿真设计、分析；二、实验设计原理与步骤 1．设计原理滞后校正（亦称PI 校正）的传递函数为：其对数频率特性如图9-1所示，参数β表征滞后校正的强度。 2．设计步骤基于频率法的综合滞后校正的步骤是：（1）根据静态指标要求，确定开环比例系数K ，并按已确定的K 画出系统固有部分的Bode 图；（2）根据动态指标要求试选c ω，从Bode 图上求出试选的c ω点的相角，判断是否满足相位裕度的要求（注意计入滞后校正带来的0012~5的滞后量），如果满足，转下一步。否则，如果允许降低c ω，就适当重选较低的c ω；（3）从图上求出系统固有部分在c ω点的开环增益Lg （c ω）。如果Lg （c ω）>0令Lg （c ω）=20lg β，求出β，就是滞后校正的强度，如果Lg （c ω）〈0，则无须校正，且可将开环比例系数提高。（4）选择C T ωω)10 1~51(12==，进而确定T βω11=。（5）画出校正后系统的Bode 图，校核相位裕量。滞后校正的主要作用是降低中频段和高频段的开环增益，但同时使低频段的开环增益不受影响，从而达到兼顾静态性能与稳定性。它的副作用是会在c ω点产生一定的相角滞后。三、实验内容练习9-1 设系统原有开环传递函数为：系统的相位裕度γ0 40≥ 系统的开环比例系数K= 5 S -1 截止频率为c ω=0．5 S -1

（1）用频率法设计满足上述要求的串联滞后校正控制器；（2）画出校正前后的Bode图（3）用Simulink对校正前后的闭环系统进行仿真，求出其阶跃响应；（4）分析设计效果。 k0=5;n1=1; d1=conv(conv([1,0],[1,1]),[ 1]); w=logspace(-1,3,1000); sope=tf(k0*n1,d1); figure(1) margin(sope);grid on wc=; num={1}; den={1}; na=polyval(num,j*wc); da=polyval(den,j*wc); g=na/da; g1=abs(g); h=20*log10(g1); beta=10^(h/20); t=10/wc; bt=beta*t; gc=tf([t,1],[bt,1]) sys1=sope*gc [mag1,phase1,w]=bode(sys1,w); [gm1,pm1,wcg1,wcp1]=margin(mag1,phase1,w); figure(2) margin(sys1); grid on; 滞后：

matlab机电系统仿真大作业

一曲柄滑块机构运动学仿真 1、设计任务描述通过分析求解曲柄滑块机构动力学方程，编写matlab程序并建立Simulink 模型，由已知的连杆长度和曲柄输入角速度或角加速度求解滑块位移与时间的关系，滑块速度和时间的关系，连杆转角和时间的关系以及滑块位移和滑块速度与加速度之间的关系，从而实现运动学仿真目的。 2、系统结构简图与矢量模型下图所示是只有一个自由度的曲柄滑块机构，连杆与长度已知。图2-1 曲柄滑块机构简图设每一连杆（包括固定杆件）均由一位移矢量表示，下图给出了该机构各个杆件之间的矢量关系图2-2 曲柄滑块机构的矢量环

3．匀角速度输入时系统仿真 3.1 系统动力学方程系统为匀角速度输入的时候，其输入为输出为；。 (1) 曲柄滑块机构闭环位移矢量方程为: (2)曲柄滑块机构的位置方程 (3)曲柄滑块机构的运动学方程通过对位置方程进行求导，可得由于系统的输出是与，为了便于建立A*x=B形式的矩阵，使x=[], 将运动学方程两边进行整理，得到将上述方程的v1与w3提取出来，即可建立运动学方程的矩阵形式 3.2 M函数编写与Simulink仿真模型建立 3.2.1 滑块速度与时间的变化情况以及滑块位移与时间的变化情况仿真的基本思路：已知输入w2与，由运动学方程求出w3和v1，再通过积分，即可求出与r1。（1）编写Matlab函数求解运动学方程将该机构的运动学方程的矩阵形式用M函数compv（u）来表示。设r2=15mm，r3=55mm，r1（0）=70mm，。其中各个零时刻的初始值可以在Simulink模型的积分器初始值里设置

M函数如下： function[x]=compv(u) %u(1)=w2 %u(2)=sita2 %u(3)=sita3 r2=15; r3=55; a=[r3*sin(u(3)) 1;-r3*cos(u(3)) 0]; b=[-r2*u(1)*sin(u(2));r2*u(1)*cos(u(2))]; x=inv(a)*b; （2）建立Simulink模型 M函数创建完毕后，根据之前的运动学方程建立Simulink模型，如下图：图3-1 Simulink模型同时不要忘记设置r1初始值70，如下图：图3-2 r1初始值设置

自动控制原理MATLAB仿真实验报告

实验一 MATLAB 及仿真实验（控制系统的时域分析）一、实验目的学习利用MATLAB 进行控制系统时域分析，包括典型响应、判断系统稳定性和分析系统的动态特性；二、预习要点 1、系统的典型响应有哪些 2、如何判断系统稳定性 3、系统的动态性能指标有哪些三、实验方法（一）四种典型响应 1、阶跃响应：阶跃响应常用格式： 1、)(sys step ；其中sys 可以为连续系统，也可为离散系统。 2、),(Tn sys step ；表示时间范围0---Tn 。 3、),(T sys step ；表示时间范围向量T 指定。 4、),(T sys step Y =；可详细了解某段时间的输入、输出情况。 2、脉冲响应：脉冲函数在数学上的精确定义：0 ,0)(1)(0 ?==?∞ t x f dx x f 其拉氏变换为： ) ()()()(1 )(s G s f s G s Y s f === 所以脉冲响应即为传函的反拉氏变换。脉冲响应函数常用格式： ① )(sys impulse ； ② ); ,(); ,(T sys impulse Tn sys impulse ③ ),(T sys impulse Y = （二）分析系统稳定性有以下三种方法： 1、利用pzmap 绘制连续系统的零极点图； 2、利用tf2zp 求出系统零极点； 3、利用roots 求分母多项式的根来确定系统的极点（三）系统的动态特性分析 Matlab 提供了求取连续系统的单位阶跃响应函数step 、单位脉冲响应函数impulse 、零输入响应函数initial 以及任意输入下的仿真函数lsim.

电机大作业(MATLAB仿真-电机特性曲线)

电机大作业专业班级：电气XXXX 姓名：XXX 学号：XXX 指导老师：张威

一、研究课题（来源：教材习题 4-18 ） 1. 74 、R 2 0.416 、X 2 3.03 、R m 6. 2 X m 75 。电动机的机械损耗p 139W,额定负载时杂散损耗p 320W, 试求额定负载时的转差率、定子电流、定子功率因数、电磁转矩、输出转矩和效率。二、编程仿真根据T 形等效电路: 3D - R Q 运用MATLAB 进行绘图。MATLAB 文本中，P N PN ，U N UN ，尺 R 1， X 1 X1 , R 2 R 2，X 2 X 2，R m Rm, X m Xm ，p pjixiesunh ao ， p pzasansunhao 。定子电流I11，定子功率因数 Cosangle1，电磁转矩Te ，效率 Xiaolv 。 1.工作特性曲线绘制 MATLA 文本： R1=0.715;X 仁1.74;Rm=6.2;Xm=75;R2=0.416;X2=3.03;pjixiesu nhao=139; pzasa nsu nhao=320;p=2;m 仁 3; ns=1500;PN=17000;UN=380;fN=50; Z1=R1+j*X1; Zm=Rm+j*Xm; for i=1:2500 s=i/2500; nO=n s*(1-s); Z2=R2/s+j*X2; Z=Z1+Zm*Z2/(Zm+Z2); 有一台三相四极的笼形感应电动机，参数为P N 17kW 、U N 380V (△联 Rm 结）、尺 0. 715 、X j lcr S

U1=UN; I1=U1/Z; l110=abs(l1); An gle 仁an gle(ll); Cosa ngle10=cos(A ngle1); P仁3*U1*l110*Cosa ngle10; l2=l1*Zm/(Zm+Z2); Pjixie=m1*(abs(I2))A2*(1-s)/s*R2; V=(1-s)*pi*fN; Te0=Pjixie/V; P20=Pjixie-pjixies un hao-pzasa nsun hao; Xiaolv0=P20/P1; P2(i)=P20; n (i)=n0; l11(i)=l110; Cosa ngle1(i)=Cosa ngle10; Te(i)=Te0; Xiaolv(i)=Xiaolv0; hold on; end figure(1) plot(P2, n); xlabel('P2[W]');ylabel(' n[rpm]'); figure(2) plot(P2,l11); xlabel('P2[W]');ylabel('l1[A]'); figure(3) plot(P2,Cosa nglel); xlabel('P2[W]');ylabel('go nglvyi nshu'); figure(4) plot(P2,Te); xlabel('P2[W]');ylabel('Te[Nm]'); figure(5) plot(P2,Xiaolv); xlabel('P2[W]');ylabel('xiaolv');

MATLAB控制系统与仿真设计

MATLAB控制系统与仿真课程设计报告院（系）：电气与控制工程学院专业班级：测控技术与仪器1301班姓名：吴凯学号：1306070127

指导教师：杨洁昝宏洋基于MATLAB的PID恒温控制器本论文以温度控制系统为研究对象设计一个PID控制器。PID控制是迄今为止最通用的控制方法，大多数反馈回路用该方法或其较小的变形来控制。PID控制器（亦称调节器）及其改进型因此成为工业过程控制中最常见的控制器(至今在全世界过程控制中用的84%仍是纯PID调节器，若改进型包含在内则超过90%)。在PID控制器的设计中，参数整定是最为重要的,随着计算机技术的迅速发展，对PID参数的整定大多借助于一些先进的软件，例如目前得到广泛应用的MATLAB仿真系统。本设计就是借助此软件主要运用Relay-feedback法，线上综合法和系统辨识法来研究PID控制器的设计方法，设计一个温控系统的PID控制器，并通过MATLAB中的虚拟示波器观察系统完善后在阶跃信号下的输出波形。关键词：PID参数整定；PID控制器；MATLAB仿真。 Design of PID Controller based on MATLAB Abstract This paper regards temperature control system as the research object to design a pid controller. Pid control is the most common control method up until now; the great majority feedback loop is controlled by this method or its small deformation. Pid controller (claim regulator also) and its second generation so become the most common controllers in the industry process control (so far, about 84% of the controller being used is the pure pid controller, it’ll exceed 90% if the second generation included). Pid parameter setting is most important in pid controller designing, and with the rapid development of the computer technology, it mostly recurs to some advanced software, for example, mat lab simulation software widely used now. this design is to apply that soft mainly use Relay feedback law and synthetic method on the line to study pid

运动控制MATLAB仿真

大作业: 直流双闭环调速MATLAB仿真运动控制技术课程名称：名：姓电气学院院：学自动化业：专号：学孟濬指导教师： 2012年6月2日

------------------------------------- -------------学浙大江李超一、Matlab仿真截图及模块功能描述 Matlab仿真截图如下，使用Matlab自带的直流电机模型：模块功能描述： ⑴电机模块（Discrete DC_Machine）：模拟直流电机 ⑵负载转矩给定（Load Torque）：为直流电机添加负载转矩 ⑶Demux：将向量信号分离出输出信号 ⑷转速给定（Speed Reference）：给定转速 ⑸转速PI调节（Speed Controller）：转速PI调节器，对输入给定信号与实际信号

的差值进行比例和积分运算，得到的输出值作为电流给定信号。改变比例和积分运算系数可以得到不同的PI控制效果。 ⑹电流采样环节（1/z）：对电流进行采样，并保持一个采样周期 ⑺电流滞环调节（Current Controller）：规定一个滞环宽度，将电流采样值与给定值进行对比，若：采样值＞给定值+0.5*滞环宽度，则输出0；若：采样值＜给定值—0.5*滞环宽度，则输出1；若：给定值—0.5*滞环宽度＜采样值＜给定值+0.5*滞环宽度，则输出不变输出值作为移相电压输入晶闸管斩波器控制晶闸管触发角：根据输入电压改变晶闸管触发角，从而改变电机端电压。GTO⑻晶闸管斩波．⑼续流二极管D1：在晶闸管关断时为电机续流。 ⑽电压传感器Vd：测量电机端电压 ⑾示波器scope：观察电压、电流、转速波形系统功能概括如下：直流电源通过带GTO的斩波器对直流电机进行供电，输出量电枢电流ia和转速wm通过电流环和转速环对GTO的通断进行控制，从而达到对整个电机较为精确的控制。下面对各个部分的功能加以详细说明：（1）直流电机双击电动机模块，察看其参数：

基于MatlabSimulink控制系统校正器的设计与仿真

第３卷第３期２００３年９月南京工业职业技术学院学报Ｊ０ｕ瑚】ｏｆＮ皿ｊ堍ｈｌｓｄｎ】ｔｅ０ｆ１１１ｄｕｓ田ＴｃｃｈｎｏｌｏｇｙＶ０ｌ３．Ｎｏ３ＳｅＤ．．２００３基于Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ控制系统校正器的设计与仿真周昱英（南京工业职业技术学院自动化系，江苏南京２１００１６）摘要：介绍了№ｄａｂ软件的主要功能和特．軎＇．并利用其提供的ｓｉⅡ出ｎｋ，讨论了如何进行控制系统校正嚣的设计和仿真。关键词：Ｍ“ｄ日ｂ软件；陆ｎｔｄｉｎｋ；模糊控制器；Ｐ∞控制器中图分类号：Ｔ挖７３文献标识码：Ａ文章编号：１６７１—４６“（２００３）０３—００１７—０４Ｄ鹤ｉｇｎａＩｌｄＳｉｍＩｌｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＣ咖ｐｅｎ鼢ｔｏｒｉｎＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅ】咀ｂｙＵｓｉＩｌｇＭａｕａｂ／ＳｉｍｕｌｉＩｌｌ【ＺＨＯＵＹｕ—ｖｉｎｇ【肫唧曙肺∞ｉ№。，ｈ妇叫ｚ酗∞妇ｙ。讹耐昭２１００１６，蕊ｉⅥ）Ａｌ妞ｒａｄ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉ１１删ｕｃｅｓｔｈｅｍａｊｏｒ矗ｍｃｔｉ蚰ｓ锄ｄｆｈｔｕｒｅｓｏｆＭａｄａｂｓｏｆｔｗａｒ｜ｅ锄ｄｄｉｓｃｕｓｓｅｓ１１０ｗｔｏｄｅｓｊ即ａｎｄｓｉｒ眦ｌａｔｅｔｈｅ∞ｍｐｅｎｓａ时ｉｎｃｏｎｎｏｌｓｙｓｔｅｍｂｙ毓删ｂ１１ｌ【０ｆＭａｄａｂ．Ｋ叮ｗｏｒｄｓ：ｍｔｌａｂ蚓ｈａｍ；ｓｉｍｌｌｌｉｎｋ；血可ｃｏｎ嘣１ｅｒ；ＰＤｃｏｎ响Ｕｅｒ引言作为研究控制系统重要手段，计算机仿真技术随着计算机语言的不断更新，也在不断发展。Ｍａｄａｂ作为一套集数值计算、符号运算及图形处理等强大功能于一体的科学计算语言，最早于１９８４年由Ｍａｔ｝１ｗｏｒｋｓ公司推出，目前已发展成为国际公认的最出色的仿真软件之一。作为强大的科学计算平台，它几乎能够满足所有的计算需求，其强大的扩展功能为各领域的应用提供了基础。面向控制领域，它推出的模糊控制、神经网络、控制系统等工具箱为控制系统的设计和仿真提供了有力的支持、极大地推动了其领域内仿真研究的发展。 №ｄａｂ的最新版本为ＭａＬ】ａｂ６．１，它具有一系列新的优势和特点，其中包括更加友好的工作平台和编程环境，增强的模块集和工具箱，实用的程序接口和发布平台等。特别是它的模块化设计和动态仿真工具ｓｉｍｕｌｉＩ】ｋ４．１，使用的时候，不需要编写任何ＭａⅡａｂ语句，只要利用鼠标直接在模型窗口上“画”出所需要的控制系统模型，然后直接利用Ｓｉｍｕｌｉｎｋ提供的功能对系统进行仿真和线性分析，从而使一个很复杂的系统仿真变得相当容易且直观，简化了设计过程，减轻了设计负担，提高了仿真的集成化和可视化。鉴于６．１版的这些特点，本文将利用它的ＳｉＩｌｌＩｌｌｉｎｋ来研究如何进行控制系统校正器设计、仿真和分析。１基于Ｓｉｍｌｌｉｎｋ的控制系统建模与仿真假设控制系统的传递函数为：专淄＝ｒ墨未ｂ，其中ｃ（ｓ）＝溅，求它的阶跃输出响应。在ｓｉｍｄｈ山环境中，利用鼠标将相应的模块收稿日期：２０∞一晒一２６作者简介：周昱荚（１９７６一），女，湖北武汉人’南京工业职业技术学院自动化系讲师．工学硕士。