哈工大《计算机仿真技术基础》实验报告.doc

《仿真技术与应用》实验报告
电气工程系
班
刘悦
学号：
目 录
实验名称 1
实验目的 1
实验内容 1
实验原理与方法 1
系统数学模型 1
系统仿真模型 1
实验步骤 1
实验结果与分析 1
实验结论 1
实验二 利用根匹配法对RLC串联电路的仿真
实验目的
熟悉MATLAB的工作环境；
掌握在MATLAB命令窗口调试运行程序；
掌握M文件编写规则及在MATLAB命令窗口运行程序；
掌握利用根匹配法构造离散模型的方法。
实验内容
电路如图１所示电路进行仿真试验。元件参数：，，，。初始值：，。输出量电容电压。
实验原理与方法
系统数学模型
通过课程学习我们可以知道，根匹配法的基本思想是:
构造一个相应于系统传递函数的离散系统传递函数，使两者的零点、极点相匹配，并且两者具有相同的终态响应值。
实现动态匹配G(s)与G(z)应满足以下条件：
G(z)与G(s)具有相同数目的极点和零点；
G(z)具有与G(s)的极点、零点相匹配的极点和零点；
G(z)具有与G(s)的终值相匹配的终值
调节相位，使G(z)与G(s)的动态响应达到最佳匹配。
假定线性系统的传递函数为
则与其相似的离散系统的传递函数为
系统仿真模型
1 、G(s)与G(z)的极点：
G(s)的极点：
G(z)的极点：
映射关系
2 、G(s)与G(z)的零点：
G(s)的零点：
，G(s)还应有n-m个无限大零点，即
因此，G(s)的零点数等于n
b)G(z)的零点：
C)映射关系：
G(z)的零点为：
（由终值定理确定）
为满足G(z)具有与G(s)的终值相匹配的终值，应有：
在连续系统中
（终值定理）
在离散系统中
（终值定理）
其中u(n)应是u(t)离散化的结果
实验步骤
传递函数
有两个极点
将映射到z平面，得
写出离散传递函数，，根据终值相等的原则，求出，系统的差分方程
在Matlab软件中编辑程序，代码如下，其中，采样周期T=1e-6
clear;
y(1)=0;
y(2)=0;
a=(-1e3+j*sqrt(4*1e8-1e6))/2;
b=(-1e3-j*sqrt(4*1e8-1e6))/2;
T=1e-6;
c=exp(T*a);
d=exp(T*b);
for n=1:20000
u(n)=1;
End
for n=1:19998
y(n+2)=(c+d)*y(n+1)+(1-c-d+c*d)*u(n)-c*d*y(n);
end
plot(y,'y')%画黄色曲线
hold on;
legend('根匹配法')%加图例

plot(u,'b')
grid
title('根匹配法')%加标题
hold on;

实验结果与分析