Matlab仿真实验：从控制系统到离散系统仿真

该文档是关于使用Matlab进行计算机控制技术仿真实验的指导材料，包括两个实验：基于Matlab的控制系统模型实验和基于Matlab的离散控制系统仿真。 在第一个实验中，主要目标是熟悉Matlab的使用，掌握数学变换和控制系统模型的建立。实验涉及以下几个知识点： 1. **Matlab环境与编程**：Matlab是一种强大的数值计算和可视化软件，适合于进行复杂的数学运算和系统建模。实验者需要学习如何在Matlab环境中编写和运行代码。 2. **数学变换**：实验涵盖了香农采样定理，即确保不失真地重构连续信号所需的最小采样频率。此外，还涉及到拉普拉斯变换和Z变换，它们在控制系统分析中用于将连续时间信号转换到复频域或离散时间域。 - **拉普拉斯变换**：在Matlab中，可以使用`laplace`函数对函数进行拉普拉斯变换，例如`laplace(f1)`。 - **Z变换**：对应于离散时间信号，可以使用`ztrans`函数进行Z变换，如`ztrans(f1)`。 3. **控制系统模型**：实验讲解了如何用Matlab建立传递函数模型和零极点增益模型。传递函数由分子(num)和分母(den)的系数表示，而零极点增益模型涉及零点(z)、极点(p)和增益(k)。 在第二个实验中，重点转向离散控制系统的仿真，利用Matlab的Simulink工具箱： 1. **Matlab命令行仿真**：学习如何通过Matlab命令直接构建和仿真控制系统，例如建立一阶系统的模型并进行仿真。 2. **Simulink**：Simulink是Matlab的一个扩展，提供图形化界面来构建、仿真和分析动态系统。实验者需要掌握如何使用Simulink建立和仿真二阶系统的闭环传递函数，包括将其转换为离散脉冲传递函数。 实验步骤包括按照指导程序操作，比较理论计算与实际仿真结果，以及通过改变参数来熟悉不同指令的应用。实验数据和结果分析是理解控制系统性能的关键，而实验总结则要求实验者反思整个过程，深化对控制理论和Matlab应用的理解。 这两个实验旨在提高实验者在控制工程领域的实践能力，通过Matlab这一强大的工具加深对控制系统设计和分析的理论知识。