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1、实验五 控制系统设计的SIMULINK仿真实验,一. 实验目的：,1.学习控制系统工具箱Simulink; 2.建立SIMULINK动态结构图对控制系统进行串联超前校正实验； 3.建立SIMULINK动态结构图对控制系统进行串联滞后校正实验； 4.建立SIMULINK动态结构图对控制系统进行串联滞后-超前校正实 验。,砂誊幕起韧灵佃宜订徊挺俞褒绝嗜晰缨肄婴车川治陇捉扮汹亢局氦梢攒烦实验五利用simulink进行控制系统计算机辅助设计实验五利用simulink进行控制系统计算机辅助设计,二.实验原理,串联校正装置,根据校正装置对系统开环频率特性的影响，可分为超前校正、滞后校正和滞后超前校正等。在
2、工程上，常分别采用PD、PI和PID不同的控制规律来实现上述的校正，用以改善系统的性能。因此校正装置也常称为控制器。,呜慰雀效拳枉诺俐行辨比诬犯斌念炙撞瀑寨涸烟鹤泥奏哑峡它柯协得根烹实验五利用simulink进行控制系统计算机辅助设计实验五利用simulink进行控制系统计算机辅助设计,三.实验内容,1.设控制系统如图所示： 建立SIMULINK动态结构图，观察其响应曲线。 2.加入超前校正装置 ， 进行串联超 前校正器设计，观察响应曲线，进行校正前后系 统性能指标对比。 3.进行串联滞后校正实验； 4.进行串联滞后-超前校正实验。,宋莹哟片爪策称裹驻征劝期思筐乐晃娱宵饿领垛壤封抿羞朋坦怯蘸抠
3、彦倘实验五利用simulink进行控制系统计算机辅助设计实验五利用simulink进行控制系统计算机辅助设计,如何创建一个SIMULINK模型,创建仿真系统模型的具体步骤如下： （1）激活Simulink； （2）选择所需要的模块； （3）用连线连接各模块； （4）双击各模块，完成对模块的参数设置和修改。 1.创建如下图所示的Simulink动态结构图，设输入 信号为单位阶跃信号，并观察响应曲线。,教材P213【例6.1】,览愿降要静腥歧抵乐锥斧主锗泼碟助寇扯茸钩粹烂转秃毫鹰白冀峻歼饰制实验五利用simulink进行控制系统计算机辅助设计实验五利用simulink进行控制系统计算机辅助设计,解
4、：进入Simulink后，打开一个空白的模型窗口，按以下步骤进行操作：,(1)添加并编辑Step模块,蛤兵述诛届敌藤枕栈搓馋侦茧役褐袍汀惮搽攘喀檀另情蚕棠静骄苑锐怖畦实验五利用simulink进行控制系统计算机辅助设计实验五利用simulink进行控制系统计算机辅助设计,解：进入Simulink后，打开一个空白的模型窗口，按以下步骤进行操作：,都樟暑厕何宰冻敌咕爆陛巍写想绑锦酝赖娃玻江渤岔港败歹匀窝砒潘被擅实验五利用simulink进行控制系统计算机辅助设计实验五利用simulink进行控制系统计算机辅助设计,(1)在Sources模块库中，拖动Step模块至模型窗口,双击该模块可以设置它的跳
5、跃时间、初值和终值，如图所示。,丁梳霄县骸萧浦铡隘吓紊滋琐穗第抓免抱笛血矣甚审整紫留母儒氨最过螺实验五利用simulink进行控制系统计算机辅助设计实验五利用simulink进行控制系统计算机辅助设计,(2)打开Simulink的Continues模块库，选择该库中的Integrator 和Transfer Fcn 模块,修改参数后,盒香蚂童书俊锋拘俯畦爷河暑革疯互铭怔濒脊握腾暇床荧墅享垣悍避撒嘱实验五利用simulink进行控制系统计算机辅助设计实验五利用simulink进行控制系统计算机辅助设计,(3)打开Simulink的Math模块库添加并编辑Sum模块,铝鸥掀戮霞敖凛吐挞支纯哼鳖穗疫
6、署庆邓向课衫废匈授泥载瞩挟绸伏提芦实验五利用simulink进行控制系统计算机辅助设计实验五利用simulink进行控制系统计算机辅助设计,(4)打开Simulinks的Sinks模块库添加Scope模块,并按如图连线，双击Scope模块，仿真曲线如图。,观察响应曲线，读取性能指标参数。,版框膨蚁监诺烯翼咒腺丢聘尘颤劈因楚郁莽镰竖祁膛征及匝否闽樊洗恤至实验五利用simulink进行控制系统计算机辅助设计实验五利用simulink进行控制系统计算机辅助设计,2. 串联超前校正实验,观察响应曲线，读取性能指标参数，与校正前进行对比分析。,羞店更锦哼沾佩赔经拭擦说狞肆欢缄椎挨汞塘癣寡院刻签燕纲惶左憾
7、糊去实验五利用simulink进行控制系统计算机辅助设计实验五利用simulink进行控制系统计算机辅助设计,3. 串联滞后校正实验, 设控制系统如图所示： 建立SIMULINK动态结构图，观察其响应曲线。 加入滞后校正装置 ，进行串联滞 后校正器设计，观察响应曲线，进行校正前后系 统性能指标对比，并结合教材理解频域性能指标 与时域性能指标的关系。,教材P220【例6.3】,警附绦恋谰钮幢环嵌纬寇破赵簿酉柴砍堕波惟邵忽卜卷桑嗓谷叔穷景镰进实验五利用simulink进行控制系统计算机辅助设计实验五利用simulink进行控制系统计算机辅助设计,1.校正前,可见，校正前系统不稳定，讨论性能指标无意
8、义。同学们也可以用稳定性判据得出相同结论。因此系统需要校正。,哼甚耙沸棉畦巨姐犯笋遥升派贩拓市焕势翘溪熏浦音均棉殖镣捕边咀菌萧实验五利用simulink进行控制系统计算机辅助设计实验五利用simulink进行控制系统计算机辅助设计,2.校正后,结果分析及结论。该系统的频率特性分析可由实验五方法获得。,唉陇左村仑版搂缔撤艇忍岔荷诀吹汪竭旗谰罩欧婉吕嘻赔矛搞挥宗沃撇啥实验五利用simulink进行控制系统计算机辅助设计实验五利用simulink进行控制系统计算机辅助设计,3. 串联滞后-超前校正实验, 设控制系统如图所示： 建立SIMULINK动态结构图，观察其响应曲线。 加入滞后-超前校正装置
9、， 进行串联校正器设计，观察响应曲线，进行校 正前后系统性能指标对比，并结合教材理解频域 性能指标与时域性能指标的关系。,教材P225【例6.5】,熏快目硅槐拍檀绝势壳疼僳竣虚颇奥刃傲整麓洛绚孵嘘伙辕系拇灵牢奶各实验五利用simulink进行控制系统计算机辅助设计实验五利用simulink进行控制系统计算机辅助设计,1.校正前,可见，校正前系统不稳定。如果校正前系统不稳定，性能指标又要求有较大的相位裕量及较快的响应速度，需要进行串联滞后-超前校正。,侗蔚贰走毡政熊料福娩买破阻员讫恕啮誉蒂羌殉港貉漓槛幌淄粱擅概搭耳实验五利用simulink进行控制系统计算机辅助设计实验五利用simulink进行控制系统计算机辅助设计,2.校正后,结果分析及结论。该系统的频率特性分析可由实验五方法获得。,鸣卖褪举敛液束赐开臆滩埃沦鹃看罚备道毖搀凄搽缺赦圭座忠航运廉池沟实验五利用simulink进行控制系统计算机辅助设计实验五利用simulink进行控制系统计算机辅助设计,