DOC《实验一 MATLAB及Simulink使用练习》

实验一 MATLAB及Simulink使用练习

一、实验目的

1、熟悉MATLAB及Simulink的基本用法

2、掌握Simulink进行系统建模、模块封装、仿真运行的基本方法

二、实验内容

1、MATLAB进行系统数学模型描述、仿真算法定义的基本语法规则及用法.

2、Simulink进行系统建模、模块拷贝及删除、模块参数设置的基本方法.

3、Simulink进行模块封装的方法.

4、Simulink进行仿真参数设置、仿真运行的基本方法.

三、实验步骤:

1、MATLAB进行系统数学模型描述(包括分子分母描述方式、零极点增益描述方式、空间状态方程描述方式、各种数学模型描述方式之间的转换以及模型降阶等);

2、Simulink的基本用法;

3、如何进行Simulink模块封装(以PID控制器为例详细介绍模块封装的方法);

4、建立一个简单的Simulink模型框图文件,设置仿真参数,并运行它.

四、实验报告 附录: 实验二 单回路系统Simulink动态仿真

一、实验目的:

1、了解单回路控制系统的工作原理、单回路系统的Simulink模型构建方法以及控制器结构选型方法.

2、掌握单回路系统控制器参数整定方法.

二、实验内容:

1、根据所给出的单回路控制系统的对象模型,分析对象的动态特性;

2、根据对象特性,选择控制器结构,设计一个单回路负反馈控制系统.

3、整定出控制器的参数.

4、采用Simulink进行系统仿真实验,得出实验结果.

三、一般单回路负反馈控制系统结构框图

四、实验原理 单回路负反馈控制系统是工业控制中最常用的一种控制方式.通过对象特性的分析,可以选择合适的控制器结构,再经过正确的参数整定,就可以完成对一般工业生产的自动化控制.进行参数整定的方法很多,对本实验可采用下述方法:

1、广义频率法;

2、根轨迹法、响应曲线法、衰减曲线法等.

五、实验步骤

1、根据结构图构造Simulink模型文件;

2、设置模型文件中各个模块的参数;

3、整定控制器参数,并将整定好的参数输入到模型文件中;

4、设置仿真参数(如:仿真算法、仿真时间、仿真精度等),并进行仿真运算;

5、观察仿真实验结果(仿真实验过程曲线),并适当调整控制器参数(可以按衰减率75%调整控制器参数);

6、对仿真实验结果(仿真实验过程曲线)进行分析.

六、实验要求: 交完整实验报告一份.实验报告内容必须包括:

1、控制器参数的整定过程及结果;

2、单回路控制系统的Simulink结构框图;

3、仿真实验结果(仿真实验过程曲线);

4、仿真实验结果分析及总结. 实验三 汽温控制系统Simulink动态仿真

一、实验目的:

1、了解串级汽温控制系统的工作原理、串级系统的Simulink模型构建方法以及控制器结构选型方法.

2、掌握串级系统控制器参数整定方法.

二、实验内容:

1、根据所给出的过热汽温控制系统的对象模型,设计一个采用导前汽温微分信号的双回路汽温控制系统.

2、整定出控制器的参数.

3、采用Simulink进行系统仿真实验,得出实验结果.

三、导前汽温微分信号的双回路汽温控制系统结构框图

四、实验原理 采用导前汽温微分信号的双回路汽温控制系统是火电厂汽温控制系统中常用的一种方式.对该系统进行仿真,有利于了解串级控制系统结构和串级系统参数的整定方法.进行参数整定的方法很多,对本实验可采用下述方法:

1、内(副)回路可采用广义频率法;

2、外(主)回路可采用根轨迹法、补偿法、衰减曲线法等.

五、实验步骤

1、根据结构图构造Simulink模型文件;

2、设置模型文件中各个模块的参数;

3、整定控制器参数,并将整定好的参数输入到模型文件中;

4、设置仿真参数(如:仿真算法、仿真时间、仿真精度等),并进行仿真运算;

5、观察仿真实验结果(仿真实验过程曲线),并适当调整控制器参数(可以按衰减率75%调整控制器参数);

6、对仿真实验结果(仿真实验过程曲线)进行分析.

六、实验要求: 交完整实验报告一份.实验报告内容必须包括: 控制器参数的整定过程及结果;

汽温控制系统的Simulink结构框图;

仿真实验结果(仿真实验过程曲线);

仿真实验结果分析及总结. 附录: 过热汽温控制系统的对象模型: mA/mA;

mA/mA mA/oC 实验四 给水控制系统Simulink动态仿真

一、实验目的:

1、了解三冲量给水控制系统的工作原理、三冲量系统的Simulink模型构建方法以及控制器结构选型方法.

2、掌握三冲量系统控制器参数整定方法.

二、实验内容:

1、根据所给出的三冲量给水控制系统的对象模型,选择控制器结构,设计一个三冲量控制系统.

2、整定出控制器的参数.

3、采用Simulink进行系统仿真实验,得出实验结果.

三、三冲量给水控制系统结构框图

四、实验原理 三冲量给水控制系统是火电厂给水控制中常用的一种控制方式.对该系统进行仿真,有利于了解三冲量控制系统 结构、前馈回路参数的整定方法以及加深对双回路控制系统参数整定方法的理解.对本实验可采用下述方法:

1、前馈回路参数的整定以消除蒸汽量扰动信号为目的;

2、串级回路的参数整定可参考"实验三",按照先"内"后"外"的原则进行.

五、实验步骤

1、根据结构图构造Simulink模型文件;

2、设置模型文件中各个模块的参数;

3、整定前馈回路控制器参数,并将整定好的参数输入到模型文件中;

4、按照先"内"后"外"的原则,整定串级回路参数;

5、设置仿真参数(如:仿真算法、仿真时间、仿真精度等),并进行仿真运算;

6、观察仿真实验结果(仿真实验过程曲线),并适当调整控制器参数(可以按衰减率75%调整控制器参数);

7、对仿真实验结果(仿真实验过程曲线)进行分析.

六、实验要求: 交完整实验报告一份.实验报告内容必须包括:

1、控制器参数的整定过程及结果;

2、三冲量给水控制系统的Simulink结构框图;

3、仿真实验结果(仿真实验过程曲线);

4、仿真实验结果分析及总