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实验5 控制系统的波得图报告

实验5 控制系统的波得图报告
实验5 控制系统的波得图报告

自动控制原理实验报告

课程名称自动控制原理成绩

实验项目控制系统的波德图指导教师王丽

学生姓名李国本学号201100804045 班级专业11电科本

实验地点综合楼205 实验日期 2013 年 11 月 26 日

一.实验目的

1.利用计算机作出开环系统的波得图;

2.观察记录控制系统的开环频域性能;

3.控制系统的开环频率特性分析。

二.实验步骤

1.在Windows界面上用鼠标双击matlab图标,即可打开MATLAB命令平台。

2.练习相关M函数

波德图绘图函数:

格式1:bode(sys)

格式2:bode(sys,{wmin,wmax})

格式3:bode(sys,w)

格式4:[m,p,w]=bode(sys)

函数功能:对数频率特性作图函数,即波得图作图。

格式1:给定开环系统的数学模型对象sys作波得图,频率向量w自动给出。

格式2:给定变量w的绘图区间为{wmin,wmax}。

格式3:频率向量w由人工给出。w的单位为[弧度]/秒,可以由命令logspace 得到对数等分的w值。

格式4:返回变量格式,不作图。

m为频率特性G(jω)的幅值向量,p为频率特性的G(jω)幅角向量,w为频率向量。

例如,系统开环传递函数为

作图程序为

num=[10];

den=[1 2 10];

bode(num,den);

或者给定人工变量

w=logspace(-1,1,32);

bode(num,den,w);

对数分度函数:

格式1:logspace(d1,d2)

格式2:logspace(d1,d2,n)

函数功能:产生对数分度向量。

格式1:从10d1到10d2之间作对数等分分度,产生50个元素的对数等间隔向量。 格式2:从10d1到10d2之间作对数等分分度,给定等分数n 。 半对数绘图函数: semilogx(…)

函数功能:半对数绘图命令。

使用格式:横坐标为对数等分分度,其它与plot()命令的使用格式相同。 对于上述系统作对数幅频特性。程序为

w=logspace(-1,1,32); % w 范围和点数n mag=10./((i*w).^2+2.*(i*w)+10); % 计算模值 L=20*log(abs(mag)); % 模取对数 semilogx(w,L); % 半对数作图 grid % 画网格线 稳定裕度函数:

格式1:margin(sys)

格式2:[Gm,Pm,wg,wp]= margin(sys) 格式3:[Gm,Pm,wg,wp]= margin(m,p,w)

函数功能:计算系统的稳定裕度,相位裕度Gm 和幅值裕度Pm 。

格式1:给定开环系统的模型对象sys 作波得图,并在图上标注幅值裕度Gm 和 对应的频率wg ,相位裕度Pm 和对应的频率wp 。

格式2:返回变量格式,不作图。返回幅值裕度Gm 和对应的频率wg ,相位裕度 Pm 和对应的频率wp 。

格式3:给定频率特性的参数向量,幅值m ,相位p 和频率w ,由插值法计算幅值裕度Gm 和对应的频率wg ,相位裕度Pm 和对应的频率wp 。 三.实验内容 1. (1))

11.0)(101.0(6

.31)(1++=

s s s s G

(2))

14.025.0)(125.0(10

)(2

2+++=

s s s s G 要求:(1) 作波得图,在曲线上标出:

幅频特性--初始段斜率.高频段斜率.开环截止频率 相频特性---180°线的穿越频率。 (1)程序:num=[31.6]; den=[0.001 0.11 1 0]; bode(num,den); margin(num,den); grid

波德图如上图所示:

初始段斜率:-20dB/十倍频

高频段斜率:-60dB/十倍频

开环截止频率:16.3rad/sec

-180°线的穿越频率:31.6rad/sec (2)程序:num=[10];

den=[0.0625 0.35 0.65 1]; bode(num,den);

margin(num,den);

grid

初始段斜率:0dB/十倍频 高频段斜率:-60dB/十倍频 开环截止频率:5.19rad/sec -180°线的穿越频率:3.22rad/sec

(2) 由稳定裕度命令计算系统的稳定裕度,并确定系统的稳定性。

由第一个图可以看出相频裕度为10.8dB ,幅频裕度为22.3deg 。

从第一个图还可以看出:当相频特性图过-180°线的那点频率对应的幅频特性图上的点的幅值在0dB 以下;当幅频特性图过0dB 线的那点频率对应的相频特性图上的点的相位在-180°线以上。所以该系统是稳定的。

由第二个图可以看出相频裕度为-11.6dB ,幅频裕度为-32.5deg 。

从第二个图还可以看出:当相频特性图过-180°线的那点频率对应的幅频特性图上的点的幅值在0dB 以上;当幅频特性图过0dB 线的那点频率对应的相频特性图上的点的相位在-180°线以下。所以可以确定该系统是不稳定的。

总结:第一个系统是稳定的,而第二个系统是不稳定的。 2. )

11.0(1

)(21++=

s s s s G

作波得图,应用频域稳定判据确定系统的稳定性。 程序:num=[1 1]; den=[0.1 1 0 0]; bode(num,den); margin(num,den);

由波德图可以看出:当幅频特性图过0dB线的那点频率对应的相频特性图上的点的相位在-180°线以上。所以该系统是稳定的。

3. 已知系统结构图如图所示。(选作)

分别令

(1) Gc(s) =1 ;

(2) G

(s)=(0.5s+1)/(0.1s+1)

C

作波得图并将曲线保持(hold on),分别计算两个系统的稳定裕度值作性能比较,并作时域仿真验证。

(1)程序:

num=10*[0,1];

den=[1,1.0, 0];

margin(num,den)

grid

波德图如下图所示

连接系统,如下图3-1所示:

图3-1

仿真结果:

(2)程序:

num=10*[0.5,1];

den=[0.1,1.1,1,0];

margin(num,den)

grid

波德图

连接系统,如下图3-2所示:

图3-2

仿真结果

《机电传动控制与PLC技术》---实验教学大纲

《机电传动控制与PLC技术》课程实验教学大纲 课程名称 机电传动控制与PLC技术 课程学时 40 课程学分 2.5 课程属性 专业选修课 适用专业 自动化、电气工程及其自动化专业 课程性质 非独立设置的实验课程 先修课程 电机学、电机与拖动、工厂供电等 一、课程简介 本课程主要介绍常用控制电器的结构、原理、用途及型号 电气控制的基本线路 典型生产设 备电气控制系统 PLC的基本原理 三菱PLC的基本指令及顺序控制指令、功能指令 PLC的通信与 联网技术 PLC正确选用及PLC控制系统的简单设计。 二、课程实验目的 1、进行实验基本技能的训练 2、巩固、加深并扩大所学的基本理论知识 培养解决实际问题的能力 3、培养实事求是、严肃认真细致踏实的科学作风和良好的实验习惯 为将来从事生产和科学实验打 下必要的基础。 三、实验方式及基本要求 电气控制实验要求3-4人一组 按要求完成规定的实验项目 PLC实验要求单人单机实验 按要 求完成规定的实验项目。 要求能独立完成规定的实验项目 学会继电接触器控制线路的分析和设计方法 会观察实验现 象 会设计简单的控制险路 有解决简单控制线路故障的能力 掌握编程器、编程软件的使用 能 阅读和分析实际PLC程序与梯形图 能进行简单的程序设计 运行、调试、维护可编程序控制器系 统。 四、实验报告要求 实验报告是实验工作的全面总结 要用简明的形式将实验结果完整和真实的表达出来 报告要求简明扼要 字迹工整 分析合理。图表整齐清楚 线路图要用铅笔及绘图仪器绘制 不应徒手描 画。报告包括以下几项内容 1、实验名称、专业、班级、姓名、同组者名称、实验台号、实验日期、交报告日期。 2、实验目的 3、实验线路图 4、实验设备

数值分析实验报告1

实验一误差分析 实验1.1(病态问题) 实验目的:算法有“优”与“劣”之分,问题也有“好”与“坏”之别。对数值方法的研究而言,所谓坏问题就是问题本身对扰动敏感者,反之属于好问题。通过本实验可获得一个初步体会。 数值分析的大部分研究课题中,如线性代数方程组、矩阵特征值问题、非线性方程及方程组等都存在病态的问题。病态问题要通过研究和构造特殊的算法来解决,当然一般要付出一些代价(如耗用更多的机器时间、占用更多的存储空间等)。 问题提出:考虑一个高次的代数多项式 显然该多项式的全部根为1,2,…,20共计20个,且每个根都是单重的。现考虑该多项式的一个扰动 其中ε(1.1)和(1.221,,,a a 的输出b ”和“poly ε。 (1(2 (3)写成展 关于α solve 来提高解的精确度,这需要用到将多项式转换为符号多项式的函数poly2sym,函数的具体使用方法可参考Matlab 的帮助。 实验过程: 程序: a=poly(1:20); rr=roots(a); forn=2:21 n form=1:9 ess=10^(-6-m);

ve=zeros(1,21); ve(n)=ess; r=roots(a+ve); -6-m s=max(abs(r-rr)) end end 利用符号函数:(思考题一)a=poly(1:20); y=poly2sym(a); rr=solve(y) n

很容易的得出对一个多次的代数多项式的其中某一项进行很小的扰动,对其多项式的根会有一定的扰动的,所以对于这类病态问题可以借助于MATLAB来进行问题的分析。 学号:06450210 姓名:万轩 实验二插值法

数值分析实验报告176453

实验报告 插值法 数学实验室 数值逼近 算法设计 级 ____________________________ 号 ____________________________ 名 _____________________________ 实验项目名称 实验室 所属课程名称 实验类型 实验日期

实验概述: 【实验目的及要求】 本次实验的目的是熟练《数值分析》第二章“插值法”的相关内容,掌握三种插 多项式插值,三次样条插值,拉格朗日插值,并比较三种插值方法的 优劣。 本次试验要求编写牛顿多项式插值,三次样条插值,拉格朗日插值的程序编码,并 去实现。 【实验原理】 《数值分析》第二章“插值法”的相关内容,包括:牛顿多项式插值,三次样条插值, 拉格朗日 插值的相应算法和相关性质。 【实验环境】(使用的软硬件) 软件: MATLAB 2012a 硬件: 电脑型号:联想 Lenovo 昭阳E46A 笔记本电脑 操作系统: Win dows 8专业版 处理器:In tel ( R Core ( TM i3 CPU M 350 @2.27GHz 2.27GHz 实验内容: 【实验方案设计】 第一步,将书上关于三种插值方法的内容转化成程序语言,用 MATLA B 现; 第二步,分别用牛顿多项式插值,三次样条插值,拉格朗日插值求解不同的问题。 【实验过程】(实验步骤、记录、数据、分析) 实验的主要步骤是:首先分析问题,根据分析设计 MATLA 程序,利用程序算出 问题答案,分析所得答案结果,再得出最后结论。 实验一: 已知函数在下列各点的值为 试用4次牛顿插值多项式 P 4( x )及三次样条函数 S ( x )(自然边界条件)对数据进行插值。 用图给出{( X i , y i ), X i =0.2+0.08i , i=0 , 1, 11, 10 } , P 4 ( x )及 S ( x )。 值方法:牛顿 在MATLAB 件中

数值分析实验报告

数值分析实验报告 姓名:周茹 学号: 912113850115 专业:数学与应用数学 指导老师:李建良

线性方程组的数值实验 一、课题名字:求解双对角线性方程组 二、问题描述 考虑一种特殊的对角线元素不为零的双对角线性方程组(以n=7为例) ?????????? ?????? ? ???? ?d a d a d a d a d a d a d 766 55 44 3 32 211??????????????????????x x x x x x x 7654321=?????????? ? ???????????b b b b b b b 7654321 写出一般的n (奇数)阶方程组程序(不要用消元法,因为不用它可以十分方便的解出这个方程组) 。 三、摘要 本文提出解三对角矩阵的一种十分简便的方法——追赶法,该算法适用于任意三对角方程组的求解。 四、引言 对于一般给定的d Ax =,我们可以用高斯消去法求解。但是高斯消去法过程复杂繁琐。对于特殊的三对角矩阵,如果A 是不可约的弱对角占优矩阵,可以将A 分解为UL ,再运用追赶法求解。

五、计算公式(数学模型) 对于形如????? ?? ????? ??? ?---b a c b a c b a c b n n n n n 111 2 2 2 11... ... ...的三对角矩阵UL A =,容易验证U 、L 具有如下形式: ??????? ????? ??? ?=u a u a u a u n n U ...... 3 3 22 1 , ?? ????? ? ?? ??????=1 (1) 1132 1l l l L 比较UL A =两边元素,可以得到 ? ?? ??-== = l a b u u c l b u i i i i i i 111 i=2, 3, ... ,n 考虑三对角线系数矩阵的线性方程组 f Ax = 这里()T n x x x x ... 2 1 = ,()T n f f f f ... 2 1 = 令y Lx =,则有 f Uy = 于是有 ()?????-== --u y a f y u f y i i i i i 1 1 11 1 * i=2, 3, ... ,n 再根据y Lx =可得到

机电传动控制实验报告

《机电传动控制》实验报告 天津理工大学机械工程学院 2014年9月

实验一 直流他励电动机调速实验 一、实验目的 1.深入了解直流他励电动机的调速性能; 2.进一步学习PLC 控制系统硬件电路设计和程序设计、调试。 二、实验原理 1.直流他励电动机的调速原理、调速方法 电动机的调速就是在一定的负载条件下,人为地改变电动机的电路参数,以改变电动机的稳定转速。 从直流他励电动机机械特性方程式 T K K R R K U n t e ad a e 2φφ+-= 可知,改变串入电枢回路的电阻Rad ,电枢供电电压U 或主磁通Φ,都可以得到不同的人为机械特性,从而在负载不变时可以改变电动机的转速,以达到速度调节的要求,故直流电动机调速的方法有以下三种。 (1)改变电枢回路外串电阻Rad 如图7.1所示为串电阻调速的特性曲线,从图中可看出,在一定的负载转矩T L 下,串入不同的电阻可以得到不同的转速,如在电阻分别为R a 、R 3、R 2、R 1的情况下,可以得到对应于A 、C 、D 和E 点的转速n A 、n C 、n D 和n E 。在不考虑电枢回路的电感时,电动机调速时的机电过程(如降低转速)见图中沿A →B →C 的箭头方向所示,即从稳定转速n A 调至新的稳定转速n C 。这种调速方法存在不少缺点,如机械特性较软,电阻愈大则特性愈软,稳定度愈低;在空载或轻载时,调速范围不大;实现无级调速困难;在调速电阻上消耗大量电能等。

图7.1 电枢回路串电阻调速的特性曲线 (2)改变电动机电枢供电电压U 改变电枢供电电压U可得到人为机械特性,如图7.2所示,从图中可看出,在一定负载转矩T L下,加上不同的电压U N、U1、U2、U3、…,可以得到不同的转速n a、n b、n c、n d、…,即改变电枢电压可以达到调速的目的。 这种调速方法的特点是: ①当电源电压连续变化时,转速可平滑无级调节,一般只能在额定转速以下调节; ②调速特性与固有特性互相平行,机械特性硬度不变,调速的稳定度较高,调速范围较大; ③当T L=常数时,稳定运行状态下的电枢电流Ia与电压U无关,且Φ=ΦN,故电动机转矩T=KtΦN Ia不变,属于恒转矩调速,适合于对恒转矩型负载进行调速; ④可以靠调节电枢电压来启动电动机,而不用其他启动设备。 图7.2 改变电枢供电电压调速的特性

数值计算实验报告

(此文档为word格式,下载后您可任意编辑修改!) 2012级6班###(学号)计算机数值方法 实验报告成绩册 姓名:宋元台 学号: 成绩:

数值计算方法与算法实验报告 学期: 2014 至 2015 第 1 学期 2014年 12月1日课程名称: 数值计算方法与算法专业:信息与计算科学班级 12级5班 实验编号: 1实验项目Neton插值多项式指导教师:孙峪怀 姓名:宋元台学号:实验成绩: 一、实验目的及要求 实验目的: 掌握Newton插值多项式的算法,理解Newton插值多项式构造过程中基函数的继承特点,掌握差商表的计算特点。 实验要求: 1. 给出Newton插值算法 2. 用C语言实现算法 二、实验内容 三、实验步骤(该部分不够填写.请填写附页)

1.算法分析: 下面用伪码描述Newton插值多项式的算法: Step1 输入插值节点数n,插值点序列{x(i),f(i)},i=1,2,……,n,要计算的插值点x. Step2 形成差商表 for i=0 to n for j=n to i f(j)=((f(j)-f(j-1)(x(j)-x(j-1-i)); Step3 置初始值temp=1,newton=f(0) Step4 for i=1 to n temp=(x-x(i-1))*temp*由temp(k)=(x-x(k-1))*temp(k-1)形成 (x-x(0).....(x-x(i-1)* Newton=newton+temp*f(i); Step5 输出f(x)的近似数值newton(x)=newton. 2.用C语言实现算法的程序代码 #includeMAX_N) { printf("the input n is larger than MAX_N,please redefine the MAX_N.\n"); return 1; } if(n<=0) { printf("please input a number between 1 and %d.\n",MAX_N); return 1; } printf("now input the (x_i,y_i)i=0,...%d\n",n); for(i=0;i<=n;i++) { printf("please input x(%d) y(%d)\n",i,i);

数值分析实验报告模板

数值分析实验报告模板 篇一:数值分析实验报告(一)(完整) 数值分析实验报告 1 2 3 4 5 篇二:数值分析实验报告 实验报告一 题目:非线性方程求解 摘要:非线性方程的解析解通常很难给出,因此线性方程的数值解法就尤为重要。本实验采用两种常见的求解方法二分法和Newton法及改进的Newton法。利用二分法求解给定非线性方程的根,在给定的范围内,假设f(x,y)在[a,b]上连续,f(a)xf(b) 直接影响迭代的次数甚至迭代的收敛与发散。即若x0 偏离所求根较远,Newton法可能发散的结论。并且本实验中还利用利用改进的Newton法求解同样的方程,且将结果与Newton法的结果比较分析。 前言:(目的和意义) 掌握二分法与Newton法的基本原理和应用。掌握二分法的原理,验证二分法,在选对有根区间的前提下,必是收

敛,但精度不够。熟悉Matlab语言编程,学习编程要点。体会Newton使用时的优点,和局部收敛性,而在初值选取不当时,会发散。 数学原理: 对于一个非线性方程的数值解法很多。在此介绍两种最常见的方法:二分法和Newton法。 对于二分法,其数学实质就是说对于给定的待求解的方程f(x),其在[a,b]上连续,f(a)f(b) Newton法通常预先要给出一个猜测初值x0,然后根据其迭代公式xk?1?xk?f(xk) f'(xk) 产生逼近解x*的迭代数列{xk},这就是Newton法的思想。当x0接近x*时收敛很快,但是当x0选择不好时,可能会发散,因此初值的选取很重要。另外,若将该迭代公式改进为 xk?1?xk?rf(xk) 'f(xk) 其中r为要求的方程的根的重数,这就是改进的Newton 法,当求解已知重数的方程的根时,在同种条件下其收敛速度要比Newton法快的多。 程序设计: 本实验采用Matlab的M文件编写。其中待求解的方程写成function的方式,如下 function y=f(x);

中南大学机电传动控制实验报告

机电传动控制 实 验 报 告 姓名:张泽超 学院:机电工程学院 班级:机械1301 学号: 0801130313 日期: 2016.6.15

一交流电机的点动与自动控制 1、电路原理图如下: 2、实验步骤: 1,断开实验台总电源开关 2,打开电脑,运行机电传动软件,先选择实验项目,然后根据软件中显示的原理图,在实验台上接线 3,按照原理图接线,接触器选用交流单元的接触器; 4,确定接线无误后,合上电源开关,就可开始进行实验 5,软件中点击<测试>--<运行>即可监测电机的扭矩和转速,5分钟后将自动弹出保存对话框,请确定并保存实验结果

3、实验过程: 按下原理图中对应的按钮,电机即可能到相应的动作 4、实验心得 该实验原理和操作都很简单,我们小组十分钟就做完了,运行也是正确的,给我们下面做实验也打好了基础,包括基本连线和基本设备,以及安全事项。

二、交流电机的能耗制动 1、电路原理图 2、实验步骤 1,断开实验台总电源开关 2,打开电脑,运行机电传动软件,先选择实验项目,然后根据软件中显示的原理图,在实验台上接线 3,按照原理图接线,接触器选用交流单元的接触器; 4,确定接线无误后,合上电源开关,就可开始进行实验 5,软件中点击<测试>--<运行>即可监测电机的扭矩和转速,5分钟后将自动弹出保存对话框,请确定并保存实验结果

3、实验过程: 按下原理图中对应的按钮,电机即可能到相应的动作 4、实验心得 能耗制动这个实验的原理接线图有一点复杂,所以我们组采取两个人分别接线主电路和控制电路。第一次接完运行后发现机器运行不了。证明我们接线有错误了。排查之后又重新连线,发现控制电路连错了。然后纠正后才能有正确的实验现象。总之,实验要认真的做,细心排查。

数值分析实验报告1

实验一 误差分析 实验(病态问题) 实验目的:算法有“优”与“劣”之分,问题也有“好”与“坏”之别。对数值方法的研究而言,所谓坏问题就是问题本身对扰动敏感者,反之属于好问题。通过本实验可获得一个初步体会。 数值分析的大部分研究课题中,如线性代数方程组、矩阵特征值问题、非线性方程及方程组等都存在病态的问题。病态问题要通过研究和构造特殊的算法来解决,当然一般要付出一些代价(如耗用更多的机器时间、占用更多的存储空间等)。 问题提出:考虑一个高次的代数多项式 )1.1() ()20()2)(1()(20 1∏=-=---=k k x x x x x p 显然该多项式的全部根为1,2,…,20共计20个,且每个根都是单重的。现考虑该多项式的一个扰动 )2.1(0 )(19=+x x p ε 其中ε是一个非常小的数。这相当于是对()中19x 的系数作一个小的扰动。我们希望比较()和()根的差别,从而分析方程()的解对扰动的敏感性。 实验内容:为了实现方便,我们先介绍两个Matlab 函数:“roots ”和“poly ”。 roots(a)u = 其中若变量a 存储n+1维的向量,则该函数的输出u 为一个n 维的向量。设a 的元素依次为121,,,+n a a a ,则输出u 的各分量是多项式方程 01121=+++++-n n n n a x a x a x a 的全部根;而函数 poly(v)b =

的输出b 是一个n+1维变量,它是以n 维变量v 的各分量为根的多项式的系数。可见“roots ”和“poly ”是两个互逆的运算函数。 ;000000001.0=ess );21,1(zeros ve = ;)2(ess ve = ))20:1((ve poly roots + 上述简单的Matlab 程序便得到()的全部根,程序中的“ess ”即是()中的ε。 实验要求: (1)选择充分小的ess ,反复进行上述实验,记录结果的变化并分析它们。 如果扰动项的系数ε很小,我们自然感觉()和()的解应当相差很小。计算中你有什么出乎意料的发现表明有些解关于如此的扰动敏感性如何 (2)将方程()中的扰动项改成18x ε或其它形式,实验中又有怎样的现象 出现 (3)(选作部分)请从理论上分析产生这一问题的根源。注意我们可以将 方程()写成展开的形式, ) 3.1(0 ),(1920=+-= x x x p αα 同时将方程的解x 看成是系数α的函数,考察方程的某个解关于α的扰动是否敏感,与研究它关于α的导数的大小有何关系为什么你发现了什么现象,哪些根关于α的变化更敏感 思考题一:(上述实验的改进) 在上述实验中我们会发现用roots 函数求解多项式方程的精度不高,为此你可以考虑用符号函数solve 来提高解的精确度,这需要用到将多项式转换为符号多项式的函数poly2sym,函数的具体使用方法可参考Matlab 的帮助。

(完整版)哈工大-数值分析上机实验报告

实验报告一 题目:非线性方程求解 摘要:非线性方程的解析解通常很难给出,因此线性方程的数值解法就尤为重要。本实验采用两种常见的求解方法二分法和Newton法及改进的Newton法。 前言:(目的和意义) 掌握二分法与Newton法的基本原理和应用。 数学原理: 对于一个非线性方程的数值解法很多。在此介绍两种最常见的方法:二分法和Newton法。 对于二分法,其数学实质就是说对于给定的待求解的方程f(x),其在[a,b]上连续,f(a)f(b)<0,且f(x)在[a,b]内仅有一个实根x*,取区间中点c,若,则c恰为其根,否则根据f(a)f(c)<0是否成立判断根在区间[a,c]和[c,b]中的哪一个,从而得出新区间,仍称为[a,b]。重复运行计算,直至满足精度为止。这就是二分法的计算思想。

Newton法通常预先要给出一个猜测初值x0,然后根据其迭代公式 产生逼近解x*的迭代数列{x k},这就是Newton法的思想。当x0接近x*时收敛很快,但是当x0选择不好时,可能会发散,因此初值的选取很重要。另外,若将该迭代公式改进为 其中r为要求的方程的根的重数,这就是改进的Newton法,当求解已知重数的方程的根时,在同种条件下其收敛速度要比Newton法快的多。 程序设计: 本实验采用Matlab的M文件编写。其中待求解的方程写成function的方式,如下 function y=f(x); y=-x*x-sin(x); 写成如上形式即可,下面给出主程序。 二分法源程序: clear %%%给定求解区间 b=1.5; a=0;

%%%误差 R=1; k=0;%迭代次数初值 while (R>5e-6) ; c=(a+b)/2; if f12(a)*f12(c)>0; a=c; else b=c; end R=b-a;%求出误差 k=k+1; end x=c%给出解 Newton法及改进的Newton法源程序:clear %%%% 输入函数 f=input('请输入需要求解函数>>','s') %%%求解f(x)的导数 df=diff(f);

《机电传动控制》教学大纲

《机电传动控制》教学大纲 大纲说明 课程代码:3335030 总学时:48学时(讲课42学时,实验6学时) 总学分:3 课程类别:专业模块选修课 适用专业:机械设计制造及其自动化 预修要求:《电工技术》、《电子技术》、《自动控制原理》 一、课程的性质、目的、任务: 1.性质 《机电传动控制》是机械设计制造及其自动化专业的专业方向模块选修课。 2.目的 《机电传动控制》是机械设计制造及其自动化专业的一门专业选修课,属专业技术基础课,其目的是培养机械设计制造及其自动化专业的学生掌握机电传动控制技术,掌握实际的工程应用能力,学会解决工业电气控制中实际问题的能力。增强学生的就业竞争能力。 3.任务 二、本课程的主要任务是使学生: 1.掌握用系统的观点如何分析机电传动控制系统。 2.具备分析、设计机电传动控制系统的能力。 3.正确运用理论解决实际问题的能力。 三、课程教学的基本要求: 本课程的教学环节包括:课堂讲授、课外作业、实验和考试等。通过各个教学环节重点培养学生分析 1.教学方法和教学手段的建议: 本课程教学环节包括:课堂讲授、工程应用实例讨论、课外作业和实验等。通过各个教学环节的教学重点培养学生的自学能力、理论联系实际的能力和解决实际工程问题的能力。采用启发式教学,鼓励学生开展课堂讨论,提出不同方法。采用电子教案、多媒体教室;适当引入计算机辅助电子设计软件;使学生建立机算机仿真在概念。实验是本课程的重要教学环节,通过实验,深化和扩展对课程内容的理解,培养实际动手的能力。 2.实验要求: 实验是《机电传动控制》课程的重要教学环节,通过实验,加深学对课程内容的理解,掌握对机电传动控制的实际运用能力。 实验要求学生实验前认真准备,完成实验预习报告(对设计性实验需提交实验方案);实验时积极思考,多动手,学会正确使用常用的机床电器和电动机等电器的使用方法,能正确联接电路,了解机电传动中常见的传动方式,学会电动机传动系统的参数调整方法;实验后要对实验现象和实验数据认真整理分析,编写出整洁的实验报告。 3.课程习题要求

数值分析实验报告

实验一、误差分析 一、实验目的 1.通过上机编程,复习巩固以前所学程序设计语言及上机操作指令; 2.通过上机计算,了解误差、绝对误差、误差界、相对误差界的有关概念; 3.通过上机计算,了解舍入误差所引起的数值不稳定性。 二.实验原理 误差问题是数值分析的基础,又是数值分析中一个困难的课题。在实际计算中,如果选用了不同的算法,由于舍入误差的影响,将会得到截然不同的结果。因此,选取算法时注重分析舍入误差的影响,在实际计算中是十分重要的。同时,由于在数值求解过程中用有限的过程代替无限的过程会产生截断误差,因此算法的好坏会影响到数值结果的精度。 三.实验内容 对20,,2,1,0 =n ,计算定积分 ?+=10 5dx x x y n n . 算法1:利用递推公式 151--=n n y n y , 20,,2,1 =n , 取 ?≈-=+=1 00182322.05ln 6ln 51dx x y . 算法2:利用递推公式 n n y n y 51511-= - 1,,19,20 =n . 注意到 ???=≤+≤=10 10202010201051515611261dx x dx x x dx x , 取 008730.0)12611051(20120≈+≈y .: 四.实验程序及运行结果 程序一: t=log(6)-log(5);

n=1; y(1)=t; for k=2:1:20 y(k)=1/k-5*y(k-1); n=n+1; end y y =0.0884 y =0.0581 y =0.0431 y =0.0346 y =0.0271 y =0.0313 y =-0.0134 y =0.1920 y =-0.8487 y =4.3436 y =-21.6268 y =108.2176 y =-541.0110 y =2.7051e+003 y =-1.3526e+004 y =6.7628e+004 y =-3.3814e+005 y =1.6907e+006 y =-8.4535e+006 y =4.2267e+007 程序2: y=zeros(20,1); n=1; y1=(1/105+1/126)/2;y(20)=y1; for k=20:-1:2 y(k-1)=1/(5*k)-(1/5)*y(k); n=n+1; end 运行结果:y = 0.0884 0.0580 0.0431 0.0343 0.0285 0.0212 0.0188 0.0169

数值分析2016上机实验报告

序言 数值分析是计算数学的范畴,有时也称它为计算数学、计算方法、数值方法等,其研究对象是各种数学问题的数值方法的设计、分析及其有关的数学理论和具体实现的一门学科,它是一个数学分支。是科学与工程计算(科学计算)的理论支持。许多科学与工程实际问题(核武器的研制、导弹的发射、气象预报)的解决都离不开科学计算。目前,试验、理论、计算已成为人类进行科学活动的三大方法。 数值分析是计算数学的一个主要部分,计算数学是数学科学的一个分支,它研究用计算机求解各种数学问题的数值计算方法及其理论与软件实现。现在面向数值分析问题的计算机软件有:C,C++,MATLAB,Python,Fortran等。 MATLAB是matrix laboratory的英文缩写,它是由美国Mathwork公司于1967年推出的适合用于不同规格计算机和各种操纵系统的数学软件包,现已发展成为一种功能强大的计算机语言,特别适合用于科学和工程计算。目前,MATLAB应用非常广泛,主要用于算法开发、数据可视化、数值计算和数据分析等,除具备卓越的数值计算能力外,它还提供了专业水平的符号计算,文字处理,可视化建模仿真和实时控制等功能。 本实验报告使用了MATLAB软件。对不动点迭代,函数逼近(lagrange插值,三次样条插值,最小二乘拟合),追赶法求解矩阵的解,4RungeKutta方法求解,欧拉法及改进欧拉法等算法做了简单的计算模拟实践。并比较了各种算法的优劣性,得到了对数值分析这们学科良好的理解,对以后的科研数值分析能力有了极大的提高。

目录 序言 (1) 问题一非线性方程数值解法 (3) 1.1 计算题目 (3) 1.2 迭代法分析 (3) 1.3计算结果分析及结论 (4) 问题二追赶法解三对角矩阵 (5) 2.1 问题 (5) 2.2 问题分析(追赶法) (6) 2.3 计算结果 (7) 问题三函数拟合 (7) 3.1 计算题目 (7) 3.2 题目分析 (7) 3.3 结果比较 (12) 问题四欧拉法解微分方程 (14) 4.1 计算题目 (14) 4.2.1 方程的准确解 (14) 4.2.2 Euler方法求解 (14) 4.2.3改进欧拉方法 (16) 问题五四阶龙格-库塔计算常微分方程初值问题 (17) 5.1 计算题目 (17) 5.2 四阶龙格-库塔方法分析 (18) 5.3 程序流程图 (18) 5.4 标准四阶Runge-Kutta法Matlab实现 (19) 5.5 计算结果及比较 (20) 问题六舍入误差观察 (22) 6.1 计算题目 (22) 6.2 计算结果 (22) 6.3 结论 (23) 7 总结 (24) 附录

机电传动控制实验指导书

《机电传动控制》实验指导书 常熟理工学院机械工程学院 周自强孟涛编 2010年3月1日

目录 实验1 三相异步电动机变频调速实验 (3) 实验2 步进电机基本参数设定及PLC控制实验 (5)

实验1 三相异步电动机变频调速实验一、实验目的 1)熟悉变频器使用方法和基本参数设定的含义。 2)熟悉变频器使用的基本过程。 二、实验原理 本实验分为PU模式和外部模式两种情况: (1)PU模式 (2)外部模式

三、实验设备 1)机电传动控制综合实验台。 四、实验内容 (1)进行PU模式的变频调速实验 ●首先将参数Pr.79 设定为“1”; ●调整频率设定值(频率设定值不要超过60Hz),按下“Run”按钮启动 电机;重新设定频率,并观察电机运转情况。 (2)进行外部模式的变频调速实验 ●外部运行模式(Pr.79 设定值“0”(初始值),“2”) ●根据附录中的参数设定方法对高、中、低三个速度段的频率进行设 定; ●根据图2所示进行变频装置端子接线,确认电机变频器连接正常;

操作相应的速度按钮,并观察电机的运转情况。 五、实验报告 1)画出变频调速的基本电路原理图。 2)写出实验过程和参数设定的主要内容。 六、思考题 异步电机的转速和变频器的频率之间是什么关系?变频调速在低速时的特性如何? 实验2 步进电机基本参数设定及PLC控制实验 一、实验目的 1)熟悉步进电机工作原理。 2)熟悉步进电机控制程序编写方法。 二、实验原理 实验原理如图所示:

1)机电控制综合实验台。 2)五相步进电动机及其驱动器。 四、实验内容 1)按图3电路接线。 2)编写正、反转控制程序,SA8断开时正转,SA8闭合时反转。 3)运行程序,验证程序的正确性。 4)修改运行步数为250步。运行程序,记录角度和时间。 五、实验报告 1)绘制梯形图。 2)列出角度和步数的关系式,角速度和脉冲周期的关系式。

数值分析实验报告

学生实验报告实验课程名称 开课实验室 学院年级专业班 学生姓名学号 开课时间至学年学期

if(A(m,k)~=0) if(m~=k) A([k m],:)=A([m k],:); %换行 end A(k+1:n, k:c)=A(k+1:n, k:c)-(A(k+1:n,k)/ A(k,k))*A(k, k:c); %消去end end x=zeros(length(b),1); %回代求解 x(n)=A(n,c)/A(n,n); for k=n-1:-1:1 x(k)=(A(k,c)-A(k,k+1:n)*x(k+1:n))/A(k,k); end y=x; format short;%设置为默认格式显示,显示5位 (2)建立MATLAB界面 利用MA TLAB的GUI建立如下界面求解线性方程组: 详见程序。 五、计算实例、数据、结果、分析 下面我们对以上的结果进行测试,求解:

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - - - - - - 7 2 5 10 13 9 14 4 4 3 2 1 13 12 4 3 3 10 2 4 3 2 1 x x x x 输入数据后点击和,得到如下结果: 更改以上数据进行测试,求解如下方程组: 1 2 3 4 43211 34321 23431 12341 x x x x ?? ???? ?? ???? ?? ???? = ?? ???? - ?? ???? - ???? ?? 得到如下结果:

【机电传动控制】机械手控制

实验二搬运机械手的控制 一、实验目的 掌握应用PLC技术设计工艺生产控制系统的思想和方法,掌握PLC的编程技巧和程序调试方法,训练解决工程实际控制问题的能力。 二、实验仪器设备 1、THPLC-2型可编程序控制器模拟实验箱。 其中配备的主机为日本三菱FX1N-40MR型可编程序控制器,实验面板中设有多个实验区,本实验对应的实验区为“机械手动作的模拟”实验区。 2、个人计算机。 3、FX-422CAB型RS-422缆线或FX-422CAB-150型RS-422缆线。 4、FX系列PLC编程软件SWOPC-FXGP/WIN-C。 三、控制要求 有一搬运工件的机械手,其操作是将工件从左工作台搬到右工作台,工艺流程示意图如下面附图所示。 机械手通常位于原点。SQ1为下限位开关,SQ2为上限位开关,SQ3、SQ4分别为右限位开关和左限位开关。机械的上下左右移动以及工件的夹紧,均由电磁阀驱动气缸来实现。电磁阀YV1控制机械手下降,YV2负责夹紧工件,YV3使机械手上升,YV4控制机械手右移,YV5控制机械手左移。 搬取工件时,按下启动按钮1SB,则: ①机械手先由原点下降,碰到下限位开关SQ1后,停止下降; ②夹紧电磁阀YV2动作将工件夹紧,为保证工件可靠夹紧,机械手在该位置等待3s; ③待夹紧后,机械手开始上升,碰到上限位开关SQ2后,停止上升; ④改向右移动,移到右限位开关SQ3位置时,停止右移; ⑤改为下降,至碰到下限位开关SQ1时,停止下降; ⑥机械手将工件松开,放在右工作台上,为确保可靠松开,机械手在该位置停留2s; ⑦然后上升,碰到上限位开关SQ2后,停止上升; ⑧改为左移,回到原点,压在左限位开关SQ4和上限位开关SQ2上,各电磁阀均失电,机械手停在原位。 再按下启动按钮时,又重复上述过程。 四、系统配置 根据控制要求画出PLC的I/O分配表或I/O分配图; 由于所采用的实验箱中,已将PLC输入输出端外接的开关、按钮和信号灯的部分线路连接好,放置于实验模板内,因此,实验时只要将PLC主机与“机械手动作的模拟”实验模板两者的外接插孔用连接线按需要插接好即可。 五、程序设计 要求采用两种编程方法进行程序设计: 1、设计梯形图(用基本指令和移位功能指令),列写出相应的指令表; 2、设计状态转移图,画出相应的梯形图(用步进指令和基本指令),写出相应的指令表。 参考程序如附图。 六、程序的写入、运行与调试 采用FX系列PLC编程软件SWOPC-FXGP/WIN-C进行程序的写入。

数值分析实验报告1

实验一 误差分析 实验1.1(病态问题) 实验目的:算法有“优”与“劣”之分,问题也有“好”与“坏”之别。对数值方法的研究而言,所谓坏问题就是问题本身对扰动敏感者,反之属于好问题。通过本实验可获得一个初步体会。 数值分析的大部分研究课题中,如线性代数方程组、矩阵特征值问题、非线性方程及方程组等都存在病态的问题。病态问题要通过研究和构造特殊的算法来解决,当然一般要付出一些代价(如耗用更多的机器时间、占用更多的存储空间等)。 问题提出:考虑一个高次的代数多项式 )1.1() ()20()2)(1()(20 1∏=-=---=k k x x x x x p 显然该多项式的全部根为1,2,…,20共计20个,且每个根都是单重的。现考虑该多项式的一个扰动 )2.1(0 )(19=+x x p ε 其中ε是一个非常小的数。这相当于是对(1.1)中19x 的系数作一个小的扰动。我们希望比较(1.1)和(1.2)根的差别,从而分析方程(1.1)的解对扰动的敏感性。 实验内容:为了实现方便,我们先介绍两个Matlab 函数:“roots ”和“poly ”。 roots(a)u = 其中若变量a 存储n+1维的向量,则该函数的输出u 为一个n 维的向量。设a 的元素依次为121,,,+n a a a ,则输出u 的各分量是多项式方程 01121=+++++-n n n n a x a x a x a 的全部根;而函数 poly(v)b = 的输出b 是一个n+1维变量,它是以n 维变量v 的各分量为根的多项式的系数。可见“roots ”和“poly ”是两个互逆的运算函数。 ;000000001.0=ess );21,1(zeros ve = ;)2(ess ve =

PLC课程实验报告

PLC课程实验 ————上机报告 学院: 班级: 学号:

姓名:

目录 一欧姆龙CX-Programmer软件的基本使用 (2) 1.开始一个新的工程 (2) 2.编写一个梯形图程序 (2) 3.把程序下载到PLC并上传 (3) 4.接线 (4) 5.在执行的时候监视程序 (4) 6.在线编辑 (4) 二上机实习程序 (5) 1 题目一 (5) 1.1 题目要求 (5) 1.2 IO分配及程序说明 (5) 1.3 梯形图 (5) 1.4 指令程序 (6) 2 题目二 (6) 2.1 题目要求 (6) 2.2 IO分配及程序说明 (6) 2.3 梯形图 (7) 2.4 指令程序 (10) 3 题目三 (10) 3.1 题目要求 (10) 3.2 IO分配及程序说明 (10) 3.3 梯形图 (11) 3.4 指令程序 (12) 三学习体会 (12)

一欧姆龙CX-Programmer软件的基本使用 在规划一个PLC工程时,在开始制定程序指令以前需要考虑各种项目和CX-Programmer 内部的设置。例如,要编程的PLC的类型和设置信息对CX-Programmer十分重要,因为只有这样,其才能够和PLC之间建立正确的程序检查和通信。编程要以将要使用的PLC为目标。PLC的类型可以随时改变,一旦改变,程序也跟着改变。按照不成文的约定,在开始的时候最好设置好正确的PLC类型。 1.开始一个新的工程 按照以下步骤来建立一个新的工程: (1)选择工具栏中的新建按钮。 (2)定义工程的设备条目(设备类型为CP1L,网络类型为USB,CPU类型为L,其他默认)。 (3)保存工程 2.编写一个梯形图程序 下面以一个灯亮灭控制为例说明,该程序是一个标准的顺序控制,顺序如下:按下启动开关→灯亮→按下复位开关→灯灭。 编写一个梯形图程序,包括: 创建一个梯形图程序、编译程序。 (1)建立一个梯形图程序

数值分析实验报告77712

《数值分析》 实验报告 学院:计算机科学与软件学院姓名:XXX 班级:计算机XX班 学号:XXXXXX 实验一:舍入误差与数值稳定性

实验目的: 1、 通过上机编程,复习巩固以前所学程序设计语言; 2、 通过上机计算,了解舍入误差所引起的数值不稳定性。 3、 通过上机计算,了解运算次序对计算结果的影响,从而尽量避免大数吃小数的现象。 实验内容:用两种不同的顺序计算644834.1100001 2≈∑=-n n ,分析其误差 的变化。 实验流程图: 实验源程序:

#include #include void main() { int i; float s1=0,s2=0,d1,d2; for (i=1;i<=10000;i++) s1=s1+1.0f/(i*i); for (i=10000;i>=1;i--) s2=s2+1.0f/(i*i); d1=(float)(fabs(1.644834-s1)); d2=(float)(fabs(1.644834-s2)); printf("正向求和结果为%f\n 误差为%f\n\n",s1,d1); printf("反向求和结果为%f\n 误差为%f\n\n",s2,d2); if(d1

实验分析:第一次做数值实验,又一次使用C语言编程,没有了刚学习C语言的艰难,能够将实验步骤转换成流程图并编写出完整的实验代码,在经过多次调试、改正后得到正确的程序和结果。这个实验较简单,计算误差时如果输入数据有误差,而在计算过程中舍入误差不增长,则称此算法是稳定的,否则称此算法是数值不稳定的,减少运算次数可以减小舍入误差。在运算中,如果参加运算的数的数量级相差很大,而计算机位数有限,如不注意运算次序就可能出现大数“吃掉”小数的现象,进而影响计算结果的可靠性,所以计算过程中要注意运算次序,避免出现这种现象。 实验二:拉格朗日插值法和牛顿插值法 实验目的:分别用拉格朗日差值和牛顿插值解决数学问题,并比较各方法的优略。 1、拉格朗日插值 实验内容: x i -3.0-1.0 1.0 2.0 3.0 y i 1.0 1.5 2.0 2.0 1.0 作二次插值,并求x 1=-2,x 2 =0,x 3 =2.75时的函数近似值。

电器控制PLC实验书(个实验)

电器控制与PLC 实验指导书 编者:范文利 班级:____________________ 姓名:____________________ 学号:____________________ 山东建筑大学 机电学院实验室

实验目录 实验1 电动机正反转控制电路 (1) 实验2 组合机床控制程序设计 (2) 实验3 多电机顺序控制电路设计(选做) (3) 实验4 交通信号灯控制程序的设计 (4) 实验5 PLC控制系统综合设计 (5) 附录A:CPM1A简介 (6)

实验1 电动机正反转控制电路 实验仪器和设备 电动机、继电器、按钮、导线、位置开关。 实验报告 1、写出电路工作过程的顺序式。 2、总结实验中出现的异常现象与发生原因。 3、若按SB2或SB3时未按到底将会发生什么现象?

实验2组合机床控制程序设计实验目的 1、熟悉PLC编程软件的使用。 2、掌握PLC程序设计的方法和调试过程。 实验要求 设计一个PLC程序完成以下控制过程:(2台电机) 实验步骤 1、按要求设计好电路原理图,并在小组中讨论通过后实施。 2、设计梯形图并利用CXP软件生成程序并下载到PLC中。 3、接好输入,调试程序。 实验仪器和设备 计算机、CXP软件、CPM1A、按钮、下载线。 实验报告 1、写出条件分析法设计电路的过程。 2、画出电路原理图 3、整理出PLC控制程序梯形图。 4、总结实验中出现的异常现象与发生原因。

实验3 多电机顺序控制电路设计(选做) 实验目的 1、熟悉PLC编程软件的使用。 2、掌握PLC程序设计的方法和调试过程。 实验要求 设计一个基于PLC的电器控制系统完成以下工作过程:(2台电机) 1、电机M1可正反向连动,正向点动;电机M2可正反向连动。 2、电机M1正向起动(连动)后5秒M2正向起动;过10秒后M2反转;再过5秒后 M2停止;又过10秒后M1停止。 3、改变各阶段的运行时间,再次运行; 实验步骤 1、按要求设计好电路原理图,并在小组中讨论通过后实施。 2、设计梯形图并利用CXP软件生成程序并下载到PLC中。 3、接好输入,调试程序。 4、接好控制电路,并操作正常后再接通主电路。 5、观察电动机的起动过程,KM触点的动作过程。 实验仪器和设备 计算机、CXP软件、CPM1A、按钮、下载线。 实验报告 1、画出电路原理图。 2、整理出PLC控制程序梯形图。 3、总结实验中出现的异常现象与发生原因。

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