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仿真实验报告

控制系统设计与仿真实验报告

专业：自动化

班级：5班

姓名：夏肇平

学号：3009203306

3、采用四阶龙格库塔法求高阶系统阶单位跃响应曲线的数值解。

，，

4、自学OED45指令用法，并求解题2中二阶系统的单位阶跃响应。

程序：y=RKT2(0.1,5,[01;-100-10],[0;100],[0;0])；

y=RKT3(0.1,20,[0,1,0;0,0,1;-20,-102,-10.2],[0;0;20],[0;0;0])；

[t,y]=ode45(func,[0,1],[0,0]);plot(t,y)；

M文件

functiony=RKT2(h,T,A,B,Y)

YY=Y;

fort=0:h:T;

if(t=1)

u=1;

else

u=0;

end

K1=A*YY+B*u;

K2=A*[YY+h/2*K1]+B*u;

K3=A*[YY+h/2*K2]+B*u;

K4=A*[YY+h*K3]+B*u;

YY=YY+h/6*(K1+2*K2+2*K3+K4);

Y=[YYY];

end

y=Y(1,:);

t=0:h:(T+h);

functiony=RKT3(h,T,A,B,Y)

YY=Y;

fort=0:h:T;

K1=A*YY+B;

K2=A*[YY+h/2*K1]+B;

K3=A*[YY+h/2*K2]+B;

K4=A*[YY+h*K3]+B;

YY=YY+h/6*(K1+2*K2+2*K3+K4);

Y=[YYY];

end

y=Y(1,:);

t=0:h:(T+h);

plot(t,y)

functionyp=func(t,y)

yp=[0;0];

yp(1)=y(2);

yp(2)=100-10*y(2)-100*y(1);

end

实验结果图像：

第二次上机任务

1、试用simulink方法解微分方程，并封装模块，输出为。得到各状态变量的时间序列，以及相平面上的吸引子。

参数入口为的值以及的初值。（其中，以及初值分别为）提示：模块输入是输出量的微分。

模块的封装图：

封装内部结构图：

各状态的时间曲线图：

吸引子：

2、用simulink搭建PI控制器的控制回路，被控对象传递函数：，分别分析

（1）、比例系数由小到大以及积分时间由小到大对阶跃响应曲线的影响。

（2）、控制器输出有饱和以及反馈有时滞情况下，阶跃响应曲线的变化。

（3）、选做：主控制回路传递函数为：，副回路为：，主回路采用PI控制器，副回路采用P控制器，分析控制系统对主回路以及副回路的阶跃扰动的抑制。注：PI控制器表达式为，串级控制如图所示。

(1)被控对象为时，搭建的模型如下：

封装好的子模块模型如下：

A．Ti=0.1保持不变时，比例系数Kp由小到大变化时对阶跃响应曲线的影响：

Kp=1时：

Kp=3时：

Kp=5时：

Kp=20时：

B．Kp=1保持不变时，积分时间Ti由小到大变化时对阶跃响应曲线的影响：

Ti=0.1时：

Ti=0.5时：

Ti=1时：

Ti=2时：

(2)控制器输出有饱和以及反馈有时滞情况下搭建的模型如下：

设置反馈时滞时间?=0.5s。

饱和模块设置饱和系数改变时阶跃响应曲线如下所示：

a.饱和值=1时

b.饱和值=1.5时

c.饱和值=3时

（3）

不加扰动，主回路加扰动，副回路加扰动，主副回路都加扰动响应曲线

3、编写S函数模块，实现两路正弦信号的叠加，正弦信号相位差为60度。

a.编写的名为addsin的S函数程序如下：

function[sys,x0,str,ts,simStateCompliance]=addsin(t,x,u,flag,A)

A=[1,1];

switchflag,

case0,

[sys,x0,str,ts,simStateCompliance]=mdlInitializeSizes;

case1,

sys=mdlDerivatives(t,x,u,A);

ca