控制工程基础实验指导书_2010.pdf

昆 明 理 工 大 学 《 控制工程基础》 实验指导书 编 者：郑华文 王 娴 刘 畅 机 电 工 程 学 院 2010 年 10 月 注 意 事 项 1 实验前，必须认真作好实验准备，根据实验要求，设计实验方案并且进行必 要的理论分析，方案经教师审核通过后才能进实验室实验。 2 熟悉相关实验仪器、实验板的使用方法。 3 不允许在带电的情况下插拔实验板上相关的电子元件、接线，插拔电子元件 和接线等操作时必须在确认实验板断电后进行，当实验电路连接完毕并检查 无误后，才可对实验板通电。实验仪器开机预热 5~10 分钟，在接入实验板前 应将量程选择到合适的档位。 实 验 评 分 标 准 实验成绩按在实验室学生的实际操作情况和实验报告情况综合评分 1） 实验实作成绩评分以学生在实验室中完成实验内容、实验要求和试验结果 等给出评定成绩，评定按：不及格、及格 、良好、优秀 2 ） 实验报告成绩按照学生完成实验报告的要求，实验结果的分析等情况评定 成绩，不及格（60 以下）、及格（70 ）、良好（80 ）、优秀(90) 。 实 验 内 容 实验一、主要控制环节的计算机仿真 实验二、典型环节的实验分析 实验三、一阶系统、二阶系统的时域和频域特性分析 实验一、典型控制系统的计算机仿真 一、实验目的 利用 Matlab 软件的控制系统仿真工具包 SIMULINK 组成简单连续系统，构建常见典型控 制环节，并进行计算机的动态仿真，观察当参数发生改变时系统在阶跃响应的时域波形。 本实验针对机械工程控制理论的实验教学要求，对典型控制环节（比例、积分、比例积 分、惯性）、一阶、二阶系统在不同输入下的响应，重点是系统的阶跃响应，观察在系统参数 发生改变时的阶跃响应信号的变化，得到典型环节的时域特性曲线，观察相应曲线的特征参 数以便于后续实验的理论分析和实验结果对比。 二、实验要求 利用 MATLAB 中的 SIMULINK 工具包对典型环节进行模拟。使用该软件包构建的系统 模块可以直观地描述系统的典型环节，用于对系统进行可视化、动态仿真，适用于连续系统 和离散系统，也可用于线性系统和非线性系统。本实验使用的典型环节为线性连续系统。 此次典型控制系统实验中所构建的仿真模型至少应包含：source(信号源) 、Continous(连 续)和 Sink(显示)子库中的模块，并按一定的方式将各个模块进行联接，存盘后进行仿真运算。 信号源为阶跃信号，典型环节由连续 Continous 库中模块组成，仿真结果通过示波器 Scope 显示时域响应波形。 三、实验步骤 1. 启动 MATLAB 软件； 2. 选择 MATLAB 的菜单栏“file ” “new ” “Model ”，启动仿真模型窗口； 3. 启动 SIMULINK 窗口和模型库，用鼠标左键单击 MATLAB Command Window 的工具栏中 的”Simulink Library Brower” 的工具栏，启动 Simulink Library； 4. 在 Simulink Library 中，打开“Simulink”，此时的“Simulink”中有“continous （连续）”、 “FunctionsTable （函数）”、“Math （数学）”、“signal System （信号和系统）”，“Sinks （显 示输出）”、“Sources （信号源）”等