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基于 MATLAB 机电系统时间响应分析

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基于 MATLAB 机电系统时间响应分析. 机电实验室. 1. MATLAB 的工作环境. 1.0 MATLAB 的主界面和工具栏 1.0 MATLAB 的主界面和工具栏 1.1 命令窗( Command Window) 单行命令执行方式 执行结果直接显示 1.2 图形窗( Figure Window) 用图形方式表示计算结果 1.3 文本编辑窗( File Editor) 多行命令组成语言组,可以文件方式存盘 1. 4 工作区窗( File Editor) 多行命令组成语言组,可以文件方式存盘 - PowerPoint PPT Presentation

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基于 MATLAB机电系统时间响应分析

机电实验室

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1.MATLAB的工作环境1.0 MATLAB 的主界面和工具栏1.0 MATLAB 的主界面和工具栏1.1 命令窗 (Command Window) 单行命令执行方式 执行结果直接显示1.2 图形窗 (Figure Window) 用图形方式表示计算结果1.3 文本编辑窗 (File Editor) 多行命令组成语言组,可以文件方式存盘1.4 工作区窗 (File Editor) 多行命令组成语言组,可以文件方式存盘1.5 历史命令窗 (File Editor) 多行命令组成语言组,可以文件方式存盘1.6 当前路径窗 (File Editor) 多行命令组成语言组,可以文件方式存盘

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1.0 MATLAB的主界面

当前路径窗口

历史命令窗口

命令窗口

工具栏主菜单栏

当前目录路径

当前目录路径

文件详细信息

工作区窗口

快速启动窗口按钮

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1.0 MATLAB 的工具栏

新建 打开剪切复制粘贴撤销

恢复

Simulink :打开 Simulink , Simulink 是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包,它支持连续、离散及两者混合的线性和非线性系统,也支持具有多

种采样频率的系统。

Guide :快速启动 Guide , Guide 全称为

Graphical User Interface development environment ,

用于辅助设计图形用户接口,使用该工具可以简化 GUI 编程。

Profiler :快速启动 Profiler 工具, Profiler

工具能够分析出程序运行时间消耗情况,用于帮助分析、

改进 M 文件

Help :打开 MATLAB 帮助;

Current Directory :设置

当前目录

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1.1 MATLAB 的窗口—命令窗口MATLAB 命令窗口。

打开 MATLAB 时,命令窗口自动显示于

MATLAB 界面中。可单行输入指令

运算提示符,表示 MATLAB 处于准备状态,用户可以输入命令,按下回车键执行,并在

命令窗口中显示运行结果

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1.2 MATLAB 的窗口—图形窗口

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1.3 MATLAB的窗口 --文本编辑窗口

编辑行列指示

运行: dubug 菜单下点击 run

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1.4 MATLAB 的窗口——工作区窗口

工作区窗口与当前路径窗口共享一块空间,可以通过标签显示或隐藏。工作区窗口中显示当前工作区中的所有变量及其大小和类型等。通过工作区可以对这些变量进行管理。其中包含了工作区工具栏和显示窗口。通过工具栏可以新建或删除变量、导入导出数据、绘制变量的图形等。另外右键单击变量名可以对该变量进行操作。

工作区窗口

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1.5 MATLAB 的窗口—历史命令窗口

默认情况下历史命令窗口位于左下角,显示用户曾经输入过的命令,并显示输入的时间,方便用户查询。

对于历史命令窗口中的命令,用户可以点击右键进行相应的操作。

用户可以双击再次执行命令窗口中的命令。 命令历史窗口

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1.6 MATLAB 的窗口—当前路径窗口

当前路径窗口显示当前路径下的所有文件和文件夹及其相关信息,并且可以通过当前路径工具栏或右键菜单对这些文件进行操作 。

当前路径窗口

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2. 基本绘图方法

2.1 直角坐标中的两维曲线2.2 线型、点型和颜色 ) 2.3 屏幕控制与其他 2 维绘图2.4 例题

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2.1 直角坐标中的两维曲线 图形的标注和图例1 、 title(‘text’) % 给图形加上标题2 、 xlabel(‘text’) % 给 X 轴加上说明3 、 ylabel(‘text’) % 给 Y 轴加上说明4 、 zlabel(‘text’) % 给 Z 轴加上说明5 、 text(x,y,’string’) % 在图形指定位置加上说明6 、 gtext(‘string’) % 利用鼠标在图形加上说明7 、 legend(‘string1’,’string2’,..) % 给图形加图

例8 、 legend off % 关闭图例

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2.2 线型、点型和颜色 plot(x,y,’r:’) 后面是颜色和线型

标识符 颜色 标识符 线型 标识符 线型y 黄 . 点 S 正方形标记m 品红 o 圆圈 D 菱形标记c 青 x X 号 ^ 朝上三角形r 红 + +号 V 朝下三角形g 绿 - 实线 > 朝右三角形b 蓝 * 星号 < 朝左三角形w 白 : 虚号 P 五角星k 黑 -. 点划线 H 六角星

- - 虚线 none 无符号标记

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2.3 屏幕控制与其他 2维绘图

1. figure % 打开图形窗口2. figure(n) % 打开指定图形窗口3. close % 关闭当前图形窗口4. close all % 关闭所有图形窗口5. close(n) % 关闭指定图形窗口6. subplot(m,n,p) % 图形分为 m x n 个子图,并指定

第 p个。排号从左到右,从上到下。7. grid on %增加网格8. grid off %取消网格

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num=[2 -3.4 1.5]; den=[1 -1.6 0.8]; [y,x]=dstep(num,den) subplot(2,2,1) plot(y,'.r') grid xlabel('Time/s'); ylabel('Amplitude'); title('Discrete step response')

2.4 例题: 1 、画离散单位阶跃响应曲线

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num=[2 -3.4 1.5]; den=[1 -1.6 0.8]; [y,x]=dimpulse(num,den); subplot(2,2,2) plot(y,'.g') grid xlabel('Time/s'); ylabel('Amplitude'); title('Discrete impulse response')

2.4例题: 2 、画离散单位脉冲响应曲线

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num=[2 -3.4 1.5]; den=[1 -1.6 0.8]; subplot(2,2,3) dbode(num,den,0.1); title('Discrete Bode Plot') grid subplot(2,2,4) dnyquist(num,den,0.1) title('Discrete Nyquist Plot') grid

2.4例题: 3 、画离散系统 bode图和nyquist图

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2.4例题 完整图例

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3.实验步骤

1. 开机,进入 MATLAB记事本窗口; 2. 新建“ ** . M” 文件,输入程序,保存“ ** .

M” 文件; 3. 在 debug 下拉菜单点击 run ,运

行“ ** . M” 文件,实现仿真;

文件名首字符不能为数字

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3.实验步骤

4. 程序运行后,运算结果在 commend 窗口。 5. 程序错误提示也在命令窗口。 6. 在编辑窗口更改相应错误后,重新保存并运

行。

错误在第 2 行 12 列

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本实验用到的控制系统工具箱函数还有:

[numc,denc]=cloop(num,den) 已知开环函数求闭环函数

step(numc,denc,t) 闭环阶跃响应 impulse( ) 单位脉冲响应 margin() 增益和相位裕度 mp=max(y)-1 最大超调量 ts=spline(y,t,0.95*1) 过渡时间 e=step(numc,denc)-1 稳态误差

1

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特别注意:

step(numc,denc,t)需要先给 t赋值 t=[初值:步长:终值 ] ; 如 t=0:0.1:30