实验三 编写M文件及程序完成一定的功能、Simulink仿真
一、实验目的：
1、熟悉M文件编制方法，学会编写一般性程序。
2、熟悉Simulink环境，用Simulink建立系统模型及仿真。
二、实验内容：
1、编写一个M函数文件，比较五个数的大小，并能返回五个数中的最大值和最小值。 2、编写一个M函数文件，使用for循环计算1～1000的累加和 。
3、编写一个M函数文件，使用while循环计算从1开始的奇数的连乘积S1，S1=1×3×5×…。要求S1<1×106，显示S1和最后一个奇数的值。
4、已知两子系统传递函数分别为：
57s?8G1(s)? G2(s)?2 试求：
s?1s?2s?9（1）两系统并联连接的等效传递函数，以及其分子向量num与分母向量den向量。 （2）两系统串联连接的等效传递函数，以及其分子向量num与分母向量den向量。 （3）以G2(s)为前向通道函数，以G1(s)为反馈通道函数，求其负反馈等效模型。 （4）完成（1）的传函模型和零极点以及状态空间模型的转换，并将（1）的传函进行部分分式展开。
5、求：负反馈连接闭环系统的传递函数，并求系统的阶跃响应。
6、已知系统的动态结构图模型，绘制其单位负反馈系统的单位阶跃响应曲线，并判断闭环系统的稳定性。（注：分别以指令方式完成和simulink环境下建模仿真。）
三、实验预习要求：
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1、熟练M文件的编写。
2、对实验内容进行初步编程。
3、熟练SIMULINK建模方法，并进行建模仿真，以及对仿真结果进行分析。
四、实验报告要求：
1、写出经调试后正确的程序。
2、自行编制的M文件，要求写出题目和程序。
3、总结与回顾编程和调试过程中遇到的问题及解决的方法。 4、总结建模方法及仿真分析。
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实验四 利用MATLAB对系统进行时域分析
一、实验目的：
1、熟悉在MATLAB环境下对系统进行时域分析。
二、实验内容：
1、已知单位负反馈控制系统的开环传递函数为G(s)?K。编写m文件绘制
s(s2?7s?17)K=10、100、1000时闭环系统的阶跃响应曲线；判断闭环系统的稳定性，如果不稳定，计算系统在右半s平面的根的数目；如果稳定计算稳态误差、上升时间、超调量和过渡过程时间；并分析增益系数与系统稳定性的关系。
2、设系统的微分方程为y(t)?6y(t)?25y(t)?25r(t),其中，y(t)为系统的输出变量，r(t)为系统的输入变量。
（1）利用MATLAB建立系统数学模型；
（2）绘制系统的单位阶跃响应曲线和单位脉冲响应曲线。
（3）利用LTIViewer工具绘制系统的单位阶跃响应曲线和单位脉冲响应曲线。
...?3、已知某单位负反馈二阶系统的开环传递函数为2n，
s?2??ns（1）将自然频率固定为?n?1，??0,0.1,0.4,0.5,0.7,0.8,1,2,5时绘制系统单位阶跃响应曲线，并分析阻尼比变化对系统的影响。
（2）将阻尼比固定为??0.55，?n?0.1,0.2,0.5,0.7,1,5时绘制系统单位阶跃响应曲线，并分析自然频率变化对系统的影响。
三、实验预习要求：
1、复习自动控制理论中系统时域研究相关内容。 2、对实验内容进行初步编程。
四、实验报告要求：
1、写出经调试后正确的程序。
2、自行编制的M文件，要求写出题目和程序。
3、总结与回顾编程和调试过程中遇到的问题及解决的方法。
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2实验五 利用MATLAB进行根轨迹、频域分析 以及在Simulink下对非线性系统进行仿真分析
一、实验目的：
1、熟悉在MATLAB环境下对系统进行根轨迹分析； 2、熟悉在MATLAB环境下对系统进行根轨迹分析；
3、熟悉用在MATLAB/Simulink环境下对非线性系统进行分析。
二、实验内容：
1、某单位负反馈控制系统的开环传递函数为G(s)?K
(s?1)(s?2)（1）利用MATLAB中的rltool工具，绘制系统的根轨迹图，并确定是闭环系统稳定的K的取值范围；
（2）在rltool中，尝试添加新的极点（-3，0），观察根轨迹的变化，并确定使闭环系统稳定的K的取值范围； （3）在Simulink中对上述系统建模，给出K取不同值时系统在阶跃信号下的响应曲线，验证（2）中的结论。
2、已知某单位负反馈系统的结构如图所示。
（1）在MATLAB中建立上述控制系统的数学模型； （2）绘制系统的根轨迹曲线；
（3）判断点?2?10i是否在根轨迹曲线上； （4）确定使闭环系统稳定的K的取值范围。 3、某控制系统结构图如图所示。
（1）利用MATLAB建立上述控制系统的数学模型； （2）绘制开环系统的Bode图和Nyquist曲线；
（3）判断系统的稳定性，如不稳定，绘制闭环系统的零极点图，给出极点位置； （4）计算系统的幅值裕度、相角裕度、相角穿越频率及幅值穿越频率； （5）绘制系统的阶跃响应曲线。
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4、给定非线性系统的结构如图所示，
（1）在Simulink中建立上述系统的模型；
（2）设开环增益为K=2，非线性环节输出上下限分别为0.05，0.2，0.5，1.0时，在同一个图形中绘制系统的阶跃响应曲线，并对仿真结果进行分析；
（3）当非线性环节输出上下限为0.5时，开环增益分别为2，5，6，10时，在同一图形中绘制系统的阶跃响应曲线，并对仿真结果进行分析。
三、实验预习要求：
1、复习自动控制理论中系统根轨迹分析，频域分析以及非线性系统分析的相关内容。 2、对实验内容进行初步编程与建模。
四、实验报告要求：
1、写出经调试后正确的程序。
2、自行编制的M文件，要求写出题目和程序。
3、总结与回顾编程和调试过程中遇到的问题及解决的方法。 4、总结系统建模仿真与结果分析中遇到的问题及解决的方法。
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