自动控制实验报告

实验名称 实验一 控制系统数学模型的建立 实验时间 2014.5.5第12周 实验成绩 实验目的 1、 认识matlab界面，熟悉matlab实验环境。 2、 掌握matlab建立控制系统数学模型的命令集模型相互转换的方法。 3、 掌握使用matlab命令化简模型基本连接的方法。 源程序和实验结果： 1． 仿照实例实现以下传递函数的有理分式表示 程序： num=6*[1,5]; den=conv(conv(conv([1,3,1],[1,3,1]),[1,6]),[1,6,5,3]); G=tf(num,den) 输出结果： Transfer function: 6 s + 30 --------------------------------------------------------------------------------------------- s^8 + 18 s^7 + 124 s^6 + 417 s^5 + 740 s^4 + 729 s^3 + 437 s^2 + 141 s + 18 2.仿照实例实现以下传递函数的零极点表示 程序： z=[-3]; p=[-2,-4,-5]; k=[7]; sys=zpk(z,p,k) 输出结果： Zero/pole/gain: 7 (s+3) ----------------- (s+2) (s+4) (s+5) 3.已知两环节传递函数G1(S)和G2(S)及反馈环节系数-1，求G1(S)和G2(S)两者串联和并联后的传递函数。并显示单位负反馈时的闭环传递函数。 , 1

串联程序： num1=[1,1];den1=[1,2]; num2=[1];den2=[500,0,0]; [num,den]=series(num1,den1,num2,den2); G=tf(num,den) 输出结果： Transfer function: s + 1 ----------------------- 500 s^3 + 1000 s^2 并联程序： num1=[1,1];den1=[1,2]; num2=[1];den2=[500,0,0]; [nump,denp]=parallel(num1,den1,num2,den2) G=tf(nump,denp) 输出结果： nump = 500 500 1 2 denp = 500 1000 0 0 Transfer function: 500 s^3 + 500 s^2 + s + 2 ------------------------------- 500 s^3 + 1000 s^2 单位负反馈时的闭环传递函数程序： num1=[1,1];den1=[1,2]; num2=[1];den2=[500,0,0]; [numf,denf]=feedback(num1,den1,num2,den2,-1) G=tf(nump,denp) 输出结果： numf = 500 500 0 0 denf = 500 1000 1 1 2

Transfer function: 500 s^3 + 500 s^2 + s + 2 ------------------------- 500 s^3 + 1000 s^2 4.创建一个4阶系统的微分方程为： 求：（1）传递函数多项式 （2）创建G(S)为ZPK对象 （1）程序： numG=[4 36 32] denG=[1 10 30 40 24] G=tf(numG,denG) 输出结果： Transfer function: 4 s^2 + 36 s + 32 --------------------------------- s^4 + 10 s^3 + 30 s^2 + 40 s + 24 （2）程序： numG=[4 36 32] denG=[1 10 30 40 24] G=tf(numG,denG) GG=zpk(G) [z,p,k]=zpkdata(G,'v') [z,p,k]=zpkdata(GG,'v') 输出结果： numG = 4 36 32 denG = 1 10 30 40 24 Transfer function: 4 s^2 + 36 s + 32 --------------------------------- s^4 + 10 s^3 + 30 s^2 + 40 s + 24 Zero/pole/gain: 3

4 (s+8) (s+1) --------------------------- (s+6) (s+2) (s^2 + 2s + 2) z = -8 -1 p = -6.0000 -2.0000 -1.0000 + 1.0000i -1.0000 - 1.0000i k = 4 z = -8 -1 p = -6.0000 -2.0000 -1.0000 + 1.0000i -1.0000 - 1.0000i k = 4 小结和心得： 通过这次自动控制实验，我在原本认识matlab界面和熟悉matlab实验环境的基础上，掌握了matlab建立控制系统数学模型的命令集模型相互转换的方法，并且了解了使用matlab命令来化简模型基本连接。这是我们第一次用matlab实现控制系统数学模型的建立，刚接触时不是很熟练，但是对照实验指导多做几道练习题后就逐渐熟练了，这次实验让我通过自己动手实践，编写程序语言运行，加深了对自动控制的了解。

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