控制系统建模仿真matlab代码

控制系统建模仿真通常使用MATLAB进行编程和仿真。以下是一个简单的控制系统建模仿真MATLAB代码的示例：

% 控制系统建模仿真示例

% 步骤1：定义系统参数
m = 1;  % 质量
k = 10; % 弹簧刚度
b = 0.5; % 阻尼系数

% 步骤2：定义系统状态方程
A = [0 1; -k/m -b/m];
B = [0; 1/m];
C = [1 0];
D = 0;
sys = ss(A, B, C, D); % 定义系统状态空间模型

% 步骤3：绘制系统阶跃响应曲线
t = 0:0.01:5; % 时间范围
u = ones(size(t)); % 单位阶跃输入信号
[y, t, x] = lsim(sys, u, t); % 模拟系统响应
plot(t, y); % 绘制输出响应曲线
xlabel('时间');
ylabel('输出');
title('系统阶跃响应');

% 步骤4：计算系统的频率响应
w = logspace(-2, 2, 100); % 频率范围
[mag, phase] = bode(sys, w); % 计算频率响应
subplot(2, 1, 1);
semilogx(w, 20*log10(mag)); % 绘制幅频特性曲线
xlabel('频率');
ylabel('增益（dB）');
title('系统频率响应');

subplot(2, 1, 2);
semilogx(w, phase); % 绘制相频特性曲线
xlabel('频率');
ylabel('相位（度）');
title('系统频率响应');

% 步骤5：设计控制器
Kp = 1;
Ki = 0.5;
Kd = 0.2;
controller = pid(Kp, Ki, Kd); % PID控制器

% 步骤6：连接控制器和系统
sys_with_controller = feedback(controller * sys, 1); % 连接控制器和系统

% 步骤7：绘制带控制器的系统阶跃响应曲线
[y_with_controller, t_with_controller, x_with_controller] = lsim(sys_with_controller, u, t); % 模拟系统响应
figure;
plot(t_with_controller, y_with_controller); % 绘制带控制器的输出响应曲线
xlabel('时间');
ylabel('输出');
title('带控制器的系统阶跃响应');

% 步骤8：计算带控制器的系统的频率响应
[mag_with_controller, phase_with_controller] = bode(sys_with_controller, w); % 计算频率响应
figure;
subplot(2, 1, 1);
semilogx(w, 20*log10(mag_with_controller)); % 绘制带控制器的幅频特性曲线
xlabel('频率');
ylabel('增益（dB）');
title('带控制器的系统频率响应');

subplot(2, 1, 2);
semilogx(w, phase_with_controller); % 绘制带控制器的相频特性曲线
xlabel('频率');
ylabel('相位（度）');
title('带控制器的系统频率响应');

这个例子展示了一个简单的质量-弹簧-阻尼系统的控制系统建模仿真过程。首先定义了系统参数，然后定义了系统的状态方程。接着绘制了系统的阶跃响应曲线和频率响应曲线。然后设计了一个PID控制器，并将其与系统连接在一起。最后绘制了带控制器的系统的阶跃响应曲线和频率响应曲线。