1、實驗四 自動控制系統的動態校正仿真實驗實驗可在真實系統進行，亦可在模型上進行仿真。真實系統需要物理環境和實驗設備、儀器，按實際系統的運行模式進行實驗；仿真實驗是利用模型(物理的或數學的)進行系統動態特性研究的實驗。MATLAB提供的控制系統數學仿真工具包SIMULINK，提供了一般控制系統所需的模塊和用戶創建模塊功能，允許用戶用框圖的形式搭建任意系統并進行仿真，是控制系統研究設計的重要手段，在控制系統的仿真中獲得了廣泛的應用。一實驗目的1了解MATLAB數學仿真工具包SIMULINK 2學習SIMULINK在自動控制系統的仿真應用3研究串聯校正對系統穩定性及過渡過程的影響 二實驗內容及實驗原理

2、1Simulink進行系統仿真方法1）安裝并啟動MATLAB2）啟動Simulink進入仿真環境 單擊MATLAB Command窗口工具條上的Simulink圖標，或者在MATLAB命令窗口輸入simulink，即彈出圖示的模塊庫窗口界面(Simulink Library Browser)。該界面右邊的窗口給出Simulink所有的子模塊庫。每個子模塊庫中模塊可直接用于建立系統的Simulink框圖模型。3）打開空白模型窗口用來建立系統的仿真模型MATLAB主界面中選擇【File:New®Model】菜單項；所打開的空白模型窗口如圖所示 4）將模塊庫的相應模塊復制到該窗口，通過相應

3、的連接可建立Simulink仿真系統結構圖l 在Simulink模型或模塊庫窗口內，用鼠標左鍵單擊所需模塊圖標，按住鼠標左鍵不放并移動鼠標至目標模型窗口指定位置，釋放鼠標即完成模塊拷貝，用鼠標選中模塊按Del鍵即可刪除，選取菜單FormatRotateBlock，可使模塊旋轉90°。l 用鼠標雙擊指定模塊圖標，打開模塊對話框，根據對話框欄目中提供的信息進行參數設置或修改。例如雙擊模型窗口的傳遞函數模塊，彈出圖示對話框，在對話框中分別輸入分子、分母多項式的系數，點擊OK鍵，完成該模型的設置，如右下圖所示：l 模塊的連接模塊之間的連接是用連接線將一個模塊的輸出端與另一模塊的輸入端連接起來

4、；也可用分支線把一個模塊的輸出端與幾個模塊的輸入端連接起來。連接線生成是將鼠標置于某模塊的輸出端口(顯一個十字光標) ，按下鼠標左鍵拖動鼠標置另一模塊的輸入端口即可。 分支線則是將鼠標置于分支點，按下鼠標右鍵，其余同上。5). 系統仿真l 設置仿真參數在模型窗口選取菜單【Simulation: Parameters】,彈出 “Simulation Parameters” 對話框，設置仿真參數，然后按【OK】即可；l 系統仿真在模型窗口選取菜單【Simulation: Start】，仿真開始，至設置的仿真終止時間，仿真結束。若在仿真過程中要中止仿真，可選擇【Simulation: Stop】菜單

5、。2 串聯超前校正仿真實驗圖4-1校正前仿真系統圖 圖4-2串聯超前校正后仿真系統圖按圖3-2所示系統框圖在MATLAB中建立如圖4-1校正前仿真系統圖，校正前傳遞函數；圖4-2校正后仿真系統圖，校正后設置傳遞函數外施階躍信號，打開示波器顯示，記錄輸出信號波形，超調量和調整時間。3 串聯滯后校正仿真實驗按圖3-5所示系統框圖在MATLAB中建立如圖4-3校正前仿真系統圖，校正前傳遞函數；圖4-4校正后仿真系統圖，校正后設置傳遞函數。圖4-3校正前仿真系統圖圖4-4串聯滯后校正仿真系統圖外施階躍信號，打開示波器顯示，記錄輸出信號波形，超調量和調整時間。4 串聯超前滯后校正仿真實驗按圖3-5所示系

6、統框圖在MATLAB中建立如圖4-5校正前仿真系統圖，校正前傳遞函數；圖4-6校正后仿真系統圖，校正后設置傳遞函數 圖4-5 校正前仿真系統圖圖4-6串聯超前滯后校正仿真系統圖外施階躍輸入信號，打開示波器顯示，記錄輸出信號波形，超調量和調整時間。三、實驗步驟1 啟動計算機，在桌面雙擊圖標MATLAB運行軟件。2 啟動Simulink進入仿真環境：單擊MATLAB Command窗口工具條上的Simulink圖標，或者在MATLAB命令窗口輸入simulink3根據實驗內容建立系統的仿真模型：選擇【File:New®Model】菜單項，打開空白模型窗口，將模塊庫的相應模塊復制到該窗口，

7、通過相應的連接可建立Simulink仿真系統結構圖。 復制模塊：打開continous 模塊庫，分別選擇輸入模塊（），傳遞函數模塊（），比較環節，輸出模塊（）至目標模型窗口指定位置，選取菜單FormatRotateBlock，可使模塊旋轉90°。模塊連接：拖動鼠標，從模塊的輸出端口至另一模塊的輸入端口。模塊參數： 打開相應模塊對話框，根據對話框欄目中提供的信息進行參數設置或修改。輸入模塊為單位階躍，傳遞函數參數相應根據仿真系統修改。例如：，則分母多項式為0.3 6.05 1 ，分子多項式為1.08 8.1 6 4系統仿真 根據實驗內容建立系統的仿真模型后選取菜單【Simulation: Start】，仿真開始，至設置的仿真終止時間，仿真結束。打開示波器顯示，記錄輸出信號波形，超調量和調整時間。四、實驗報告1 記錄校正前后實驗波形， 給出校正前后的p和ts2 繪制校正前后的Bode圖，并從圖上查出兩種情況下的相位穩定裕量和c截止頻