計算機仿真復習

1、精選文檔計算機仿真復習 （1） 給定被控對象,（a） 試利用Matlab建立其狀態(tài)空間表達式；MATLAB程序為：num=1 1 1;den=1 6 11 6;A,B,C,D=tf2ss(num,den)運行結果為：A = -6 -11 -6 1 0 0 0 1 0B = 1 0 0C = 1 1 1D = 0（b） (b)在采樣周期0.1時進行離散化。MATLAB程序為：K=1,Z=-1/2+1/2*i*3(1/2);-1/2-1/2*i*3(1/2)P=-1;-2;-3;,T=0.1;A,B,C,D=zp2ss(Z,P,K)運行結果為：A = -1.0000 0 0 1.0000 -5.0

2、000 -2.4495 0 2.4495 0B = 1 0 0C = 1.0000 -4.0000 -2.0412D = 0（2）已知兩子系統(tǒng)的傳遞函數(shù)分別為 試利用Matlab求兩個子系統(tǒng)串聯(lián)、并聯(lián)時的傳遞函數(shù)。并用Simulink實現(xiàn)，兩種方法進行對比分析。1. 用matlab求法：Matlab程序為：num1=1;den1=1 3 1;num2=1;den2=1 3;num3,den3=series(num1,den1,num2,den2)num4,den4=parallel(num1,den1,num2,den2)運行結果為：num3 = 0 0 0 1den3 = 1 6 10 3n

3、um4 = 0 1 4 4den4 = 1 6 10 32. 用Simulink仿真方法Simulink編輯（3）已知系統(tǒng)的方框圖如下圖所示，求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。Matlab程序為：num1=10;den1=1 1;num2=1;den2=2 0.5;num5,den5=series(num1,den1,num2,den2);num4=0.1;den4=1;num6,den6=feedback(num5,den5,num4,den4);num3=540;den3=1;num7,den7=series(num3,den3,num6,den6);num8=1;den8=1;num,den=feedb

4、ack(num7,den7,num8,den8);printsys(num,den)運行結果為：num/den = 5400 - 2 s2 + 2.5 s + 5401.5（4）試用三種方法分別判斷下述系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（a） (b)代碼1：A=-1 1;2 -3;p=poly(A);r=roots(P);ii=find(real(r)>0);n=length(ii);if(n>0) disp('System is Unstable');else disp('System is Stable');end顯示結果:r =-5.5064 0.4371 + 0

5、.7643i 0.4371 - 0.7643i -0.6839 + 0.4849i -0.6839 - 0.4849iSystem is Stable代碼2：num=1 2 1 1 2;den=1 5 1 1 2 1;r=roots(den),pzmap(num,den)顯示結果：r =-4.8196 0.4133 + 0.6826i 0.4133 - 0.6826i -0.5035 + 0.2689i -0.5035 - 0.2689i有上圖和運行結果可以看出在右半s平面有兩個極點，所以系統(tǒng)不穩(wěn)定。程序段2：num=1 2 1 1 2;den=1 5 1 1 2 1;num,den=cloo

6、p(num,den);r=roots(den),zplane(num,den)r = -5.5064 0.4371 + 0.7643i 0.4371 - 0.7643i -0.6839 + 0.4849i -0.6839 - 0.4849i由結果可知，系統(tǒng)在z平面的單位圓外有一個極點，故系統(tǒng)不穩(wěn)定。 (5)對于典型二階系統(tǒng)試繪制出無阻尼自然振蕩頻率，阻尼比分別為0.2,0.6,1.0,1.4,1.8,2.2,2.6,3.0時系統(tǒng)的單位階躍響應曲線。wn=3;zata=0.2:0.4:3;figure(1)hold onfor A=zata num=wn.2; den=1 2*A*wn num;

7、 step(num,den)endtitle('單位階躍響應曲線')hold off運行結果：仿真技術是一門利用物理模型或數(shù)學模型模擬實際環(huán)境進行科學實驗的技術。 仿真的優(yōu)點是：經濟、可靠、實用、安全、靈活和多次重復使用。 它所遵循的基本原則是相似性原理。仿真分類：依據(jù)相似原理，分為：物理仿真，數(shù)學仿真和混合仿真依據(jù)被研究系統(tǒng)的特征分為：連續(xù)系統(tǒng)仿真和離散事件系統(tǒng)仿真控制系統(tǒng)輔助設計變換法（頻域法）單輸入單輸出系統(tǒng)狀態(tài)空間法（時域法）多變量控制系統(tǒng)矩陣運算1、矩陣的元素表示2、特殊矩陣表示3、矩陣基本運算繪圖1、subplot2、plot系統(tǒng)模型的轉換模型之間的連接（串、并、反饋）系統(tǒng)離散化simulink的啟動（三種方法）基本模塊給出模塊結構圖，寫出表達式穩(wěn)定性判斷時域分析（單位階