《工程控制基础》课程
仿真实验指导书
电子科技大学
前 言
在学习《工程控制基础》课程时,许多计算问题越来越离不开计算机辅助分析及计算机辅助设计.本实验结合控制系统的分析与设计问题,简单介绍了MATLAB语言的有关用法,MATLAB语言的控制仿真程序设计方法.其主要目的,使学生建立起控制系统的概念,掌握经典控制系统的主要分析方法,并从实验结果理解控制系统的时域,频域性能,理解几种主要典型环节对于控制系统性能的影响,初步掌握改善和提高控制系统性能的方法.
本实验由以下两个部分组成:
第一部分:MATLAB语言基础
第二部分:控制系统仿真
1,控制系统的时域分析
2,控制系统的频域分析
3,根轨迹和系统校正
实验一 控制系统时域分析
实验目的
通过实验了解利用Matlab的Simulink进行简单的系统建模和运行仿真,了解实际系统(以二阶振荡为例)运行时的特性(超调,调整时间,稳定性等).增加学生对控制系统的直观认识,加深对书本理论知识的理解.
实验仪器
计算机,Matlab软件
实验原理
Matlab软件为控制系统设计与仿真提供了强有力的工具.可以对控制系统的整体模型进行描述和分析.
实验操作
实验步骤:
打开Matlab.
在命令输入窗口输入Simulink.
分别找到阶跃,斜坡,加速度等输入信号模块,选择到Simulink工程里.
选择两个Scope(示波器)模块到Simulink工程里.
选择控制器,以传递函数形式表现(以二阶的振荡环节为例).
选择一种输入信号,与控制器连线,控制器输出连接到一个虚拟示波器,同时将输入信号也连入另一个示波器.
开始运行,分别观察输入信号和输出信号的波形图.
通过对控制器的参数调整,观察参数的变化对曲线变化的影响.重点观察超调,调整时间,稳定性等特征.
改变输入信号的类型,重复以上的7,8步骤.
实验报告
实验报告必须提交的内容:
实验步骤.
选择的控制器传递函数.
三种信号输入的时候,系统的输入输出图.
参数修改的方案
参数修改后图形变化的结果
通过对参数改变造成图形变化现象的观察分析,得出的感性的结论.
实验二 控制系统的频域分析
实验目的
通过实验了解利用Matlab绘制奈魁斯特和伯德图的方法和步骤,通过调整传递函数中的参数,感性认识系统参数对曲线的影响,对系统校正有初步的认识.

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