2.3 基于simulink的仿真属于伪实时仿真，其仿真时间并不与实际时间同步，而与机器执行速度和模型复杂度有关。在完成实时控制实验时，界面中所显示的时间约为实际时间的两倍。
3、实验软件初始化
3.1 在进行控制理论的MATLAB仿真与控制实验时，系统运行需要MATLAB6.5的支持。用户在实验前应安装好该软件并对其工作环境及相关编程工作较为熟悉。
3.2 打开MATLAB6.5软件，查看MATLAB的当前工作路径（即Current Directory所显示的路径），并将提供给用户的光盘控制程序（不是文件夹）拷贝到MATLAB当前工作路径中。
3.3 利用产品所附带的采集卡驱动光盘，安装相应的驱动程序。
3.4将发货光盘中的“TH”文件夹放到Matlab文件夹下的“toolbox”文件夹下如：D:\\Matlab6.5\\toolbox。 4、模块的参数的设置
打开Matlab软件并进入Simulink环境，可以看到在Simulink Library Browser中添加了“TH”库，其中包括了采集卡的两个输入输出模块。如图1所示：
图1 Simulink Library Browser界面
4.1 模块参数的设置：双击“ADTHUSBCard”或“DATHUSBCard”在弹出的对话框中的S-function parameters:输入[0,0]、[1,1]、[0,1]它们分别表示“通道一”有效、“通道二”有效、“一、二通道”同时有效。
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图2 参数设置界面
4.2 双通道使用时的连线：先将AD模块的S-function parameters设置成[0,1]，再用Demux模块将信号分成双通道输出。最后将两信号引入到相应的模块上，如图3所示。
图3 AD模块双通道使用时连接图
双通道输入时也是先将DA模块的S-function parameters设置成[0,1]，再用Mux模块将双通道信号合成，送入采集卡模块的输入端，如图4所示。
图4 DA模块双通道使用时连接图
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第二部分 实验指导书
第一章 控制理论的MATLAB仿真与控制实验
实验一 典型环节的电路模拟
一、实验目的
1、熟悉THKKL-7型控制理论·计算机控制技术实验箱及上位机软件的使用； 2、熟悉各典型环节的阶跃响应特性及其电路模拟；
3、测量各典型环节的阶跃响应曲线，了解参数变化对其动态特性的影响。 二、实验设备
1、THKKL-7型控制理论·计算机控制技术实验箱； 2、PC机一台（含“MATLAB6.5”软件）； 3、THVLW-1型数据采集卡、37针数据线； 4、USB数据线。 三、实验内容
1、设计并组建各典型环节的模拟电路；
2、测量各典型环节的阶跃响应，并研究参数变化对其输出响应的影响；
3、在上位机仿真界面中，修改各典型环节数学模型的实际参数，据此完成它们对阶跃响应的软件仿真，并与模拟电路测试的结果相比较。 四、实验原理
自控系统是由比例、积分、微分、惯性等环节按一定的关系组建而成。熟悉这些典型环节的结构及其对阶跃输入的响应，将对系统的设计和分析十分有益。
本实验中的典型环节都是以运放为核心元件，其原理框图如 图1-1所示。图中Z1和Z2表示由R、C构成的复数阻抗。
1、比例（P）环节 图1-1典型环节的原理框图
比例环节的特点是输出不失真、不延迟、成比例地复现输入信号的变化。它的传递函数与方框图分别为：
G(S)?UO(S)?K Ui(S)
当Ui(S)输入端输入一个单位阶跃信号，且比例系数为K时的响应曲线如图1-2所示。
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图1-2 比例环节的响应曲线
2、积分（I）环节
积分环节的输出量与其输入量对时间的积分成正比。它的传递函数与方框图分别为：
UO(S)1?Ui(S)Ts设Ui(S)为一单位阶跃信号，当积分系数为T时的响应曲线如图1-3所示。
G(s)?
图1-3 积分环节的响应曲线
3、比例积分(PI)环节
比例积分环节的传递函数与方框图分别为：
G(s)?UO(S)R2CS?1R21R21????(1?)Ui(S)R1CSR1R1CSR1R2CS 其中T=R2C，K=R2/R1
设Ui(S)为一单位阶跃信号，图1-4示出了比例系数(K)为1、积分系数为T时的PI输出响应曲线。
图1-4 比例积分环节的响应曲线
4、比例微分(PD)环节
比例微分环节的传递函数与方框图分别为：
G(s)?K(1?TS)?R2(1?R1CS) 其中K?R2/R1,TD?R1C R1
设Ui(S)为一单位阶跃信号，图1-5示出了比例系数(K)为2、微分系数为TD时PD的输出
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响应曲线。
图1-5 比例微分环节的响应曲线
5、比例积分微分(PID)环节
比例积分微分(PID)环节的传递函数与方框图分别为：
G(s)?Kp?其中Kp?1?TDS TISR1C1?R2C2，TI?R1C2，TD?R2C1
R1C2(R2C2S?1)(R1C1S?1)
R1C2SRC?R1C11 ?22??R2C1S
R1C2R1C2S ?设Ui(S)为一单位阶跃信号，图1-6示出了比例系数(K)为1、微分系数为TD、积分系数为 TI时PID的输出。
图1-6 PID环节的响应曲线
6、惯性环节
惯性环节的传递函数与方框图分别为：
G(s)?UO(S)K?Ui(S)TS?1当Ui(S)输入端输入一个单位阶跃信号，且放大系数(K)为1、时间常数为T时响应曲 线如图1-7所示。
图1-7 惯性环节的响应曲线
五、实验步骤 （一）实验接线
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