matlab课程设计报告书 2011

时间：2025-07-08

《计算机仿真及应用》课程设计报告书

学号： 08057102， 08057127 班级：自动化081 姓名陈婷，万嘉

一、设计思想

二、设计步骤

三、调试过程

四、结果分析

五、心得体会

六、参考文献

选题一、

考虑如下图所示的电机拖动控制系统模型，该系统有双输入，给定输入R(t)和负载输入M(t)。

1、编制MATLAB程序推导出该系统的传递函数矩阵。

2、若常系数增益为：C1＝Ka＝Km＝1，Kr＝3，C2＝0.8，Kb＝1.5，时间常数T1＝5，

T2＝0.5，绘制该系统的根轨迹、求出闭环零极点，分析系统的稳定性。若R(t)和（要求C1，Ka，Km，Kr，M(t)分别为单位阶跃输入，绘制出该系统的阶跃响应图。C2，Kb， T1，T2所有参数都是可调的）

一．设计思想

题目分析：

系统为双输入单输出系统，采用分开计算，再叠加。

要求参数均为可调，而matlb中不能计算未赋值的函数，那么我们可以把参数设置为可输入变量，运行期间根据要求赋值。

设计思路：

使用append命令连接系统框图。

选择‘参数=input('inputanumber:')’实现参数可调。

采用的方案：

将结构框图每条支路稍作简化，建立各条支路连接关系构造函数，运行得出相应的传递函数。

在得出传递函数的基础上，使用相应的指令求出系统闭环零极点、画出其根轨迹。通过判断极点是否在左半平面来编程判断其系统是否稳定。

二．设计步骤

（1）将各模块的通路排序编号

（2）使用append命令实现各模块未连接的系统矩阵（3）指定连接关系

（4）使用connect命令构造整个系统的模型

三．调试过程

出现问题分析及解决办法：

在调试过程出现很多平时不注意且不易寻找的问题，例如输入的逗号和分号在系统运行时不支持中文格式，这时需要将其全部换成英文格式，此类的程序错误需要细心。

在实现参数可调时初始是将其设为常量，再将其赋值进行系统运行，这样参数可调性差，后用 ‘参数=input('inputanumber:')’实现。最后是在建立通路连接关系时需要细心。

四．结果分析

源代码：

Syms C1 C2 Ka Kr Km Kb T1 T2 C1=input('inputanumber:') C2=input('inputanumber:') Ka=input('inputanumber:') Kr=input('inputanumber:') Km=input('inputanumber:') Kb=input('inputanumber:') T1=input('inputanumber:') T2=input('inputanumber:') G1=tf(C1,[0 1]); G2=tf(Ka*Kr,[0 1]); G3=tf(Km,[T1 1]); G4=tf(1,[T2 1]); G5=tf(1,[1 0]); G6=tf(-C2,1); G7=tf(-Kb,1); G8=tf(-1,1);

Sys=append(G1,G2,G3,G4,G5,G6,G7,G8)

Q=[1 0 0;2 1 6;3 2 7;4 3 8;5 4 0;6 5 0;7 4 0;8 0 0;]; INPUTS1=1; OUTPUTS=5;

Ga=connect(Sys,Q,INPUTS1,OUTPUTS) INPUTS2=8; OUTPUTS=5;

Gb=connect(Sys,Q,INPUTS2,OUTPUTS) rlocus(Ga)

rlocus(Gb) step(Ga,Gb) Z1=tzero(Ga) Z2=tzero(Gb) p=pole(Ga) p=pole(Gb) if p(real)<0 'yes' else 'no' end

仿真框图：

函数Ga(R(t)为输入)的根轨迹

Ga传函及其表达式：

Ga=connect(Sys,Q,INPUTS1,OUTPUTS)

Transfer function: 1.2 ------------------------ s^3 + 2.2 s^2 + s + 0.96

函数Gb(M(t)为输入)的根轨迹

Gb 传函及其表达式： Gb=connect(Sys,Q,INPUTS2,OUTPUTS)