【正文】 9。 %顯示傳遞函數(shù)和Z變換的結(jié)果%開(kāi)環(huán)脈沖傳遞函數(shù)[numc,denc]=cloop(numZ,denZ)。Z39。)。 %分母?jìng)€(gè)階次的系數(shù)T=1 %采樣周期T=1s[numZ,denZ]=c2dm(num,den,T,39。采樣周期為T=1s采樣系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)的M函數(shù)編寫如下：%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%num=[1]。)產(chǎn)生一個(gè)Z平面用于繪制根軌跡或是零極點(diǎn)，括號(hào)里的一對(duì)單引號(hào)一定要特別注意，不能少或是誤寫，利用rlocus(num,den)。用zgrid(39。) %標(biāo)題文本顯示printsys(num,den)。 %繪制系統(tǒng)根軌跡title(39。) %產(chǎn)生一個(gè)Z平面用于繪制根軌跡或是零極點(diǎn)。zgrid(39。square39。 %分子各階次系數(shù)den=[1,]?！笔钱a(chǎn)生方波信號(hào)，也就是我們說(shuō)的正負(fù)1的輸入信號(hào)。 %顯示傳遞函數(shù)%end%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%編寫完畢后，才菜單欄選擇Debug的下拉菜單選項(xiàng)的Run，或使用快捷鍵F5，%將文件取名為“shiyan6830”保存在在制定文件夾下，以便上級(jí)調(diào)用。方波信號(hào)輸入時(shí)系統(tǒng)的響應(yīng)39。 u=[u1,u1,u1]。 %分子各階次系數(shù)den=[1,]。輸入方波信號(hào)時(shí)系統(tǒng)的響應(yīng)，這里我們編寫的輸入是幅值為正負(fù)1的方波信號(hào)，其具體M函數(shù)編寫如下：%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%輸入幅值為正負(fù)1的方波信號(hào)時(shí)，系統(tǒng)的輸出響應(yīng)。 %顯示傳遞函數(shù)%end%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%編寫完畢后，才菜單欄選擇Debug的下拉菜單選項(xiàng)的Run，或使用快捷鍵F5，%將文件取名為“shiyan6820”保存在在制定文件夾下，以便上級(jí)調(diào)用編寫的命令中“u=rand(100,1)。 %分母?jìng)€(gè)階次的系數(shù)u=rand(100,1)。num=[2,]。采樣系統(tǒng)對(duì)100點(diǎn)噪聲的隨機(jī)響應(yīng)是采樣隨機(jī)響應(yīng)的特殊例子，當(dāng)然也可以對(duì)200點(diǎn)或是其它值。以上是離散系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)的M函數(shù)文件的編寫，編寫命令中的%是注釋作用，不是命令，在執(zhí)行文件的命令時(shí)不執(zhí)行以%開(kāi)頭的行的命令。) %標(biāo)題文本顯示printsys(num,den)。 %分母?jìng)€(gè)階次的系數(shù)dstep(num,den) %離散的階躍響應(yīng)title(39。num=[2,]。演示實(shí)驗(yàn)的制作采用GUI圖形界面工具和M文件相結(jié)合來(lái)完成的，GUI主要用于建立操作界面，起到選擇演示的引入作用，采樣控制系統(tǒng)的引入操作通道界面如下：從界面可以看出采樣控制系統(tǒng)演示實(shí)驗(yàn)共由離散系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)，采樣系統(tǒng)對(duì)100點(diǎn)噪聲的隨機(jī)響應(yīng)，輸入方波信號(hào)時(shí)系統(tǒng)的響應(yīng)，系統(tǒng)的根軌跡，采樣周期為T=1s采樣系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)，這五個(gè)單一的演示實(shí)驗(yàn)組成，五個(gè)演示實(shí)驗(yàn)中包括離散信號(hào)、信號(hào)的采集，系統(tǒng)根軌跡等內(nèi)容。演示實(shí)驗(yàn)的操作界面如下：演示實(shí)驗(yàn)包括：典型環(huán)節(jié)及其階躍響應(yīng)，線性系統(tǒng)時(shí)域響應(yīng)的分析，繪制系統(tǒng)的根軌跡及零、極點(diǎn)分布圖，系統(tǒng)的頻域分析，線性系統(tǒng)的校正，采樣控制系統(tǒng)，非線性系統(tǒng)仿真，平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)作用下線性系統(tǒng)的仿真，一共八個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，演示實(shí)驗(yàn)從我們生活中經(jīng)常接觸到得典型環(huán)節(jié)開(kāi)始，逐漸深入，有線性系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的演示，也有非線性的演示，每個(gè)實(shí)驗(yàn)都緊扣課本內(nèi)容，與課本實(shí)驗(yàn)緊密照應(yīng)，起到引領(lǐng)和印證的作用，為老師授課和學(xué)生預(yù)習(xí)開(kāi)拓了方便之門，在興趣的牽引下主動(dòng)學(xué)習(xí)。運(yùn)行仿真模型時(shí)，可反復(fù)多次調(diào)節(jié)參數(shù)在不同值下系統(tǒng)的仿真模型結(jié)果。如果想查看系統(tǒng)的子模塊，則選中封裝模塊，點(diǎn)擊右鍵，選中l(wèi)ook under mask即可。以后在仿真模型中就可以在0—500之間任意取值。定值電阻R2的值設(shè)為100e3，設(shè)置完畢后點(diǎn)擊OK即可。在這里variable下的內(nèi)容我們直接填寫變量名和參數(shù)名即可，type是參數(shù)的類型，電阻R設(shè)為edit類型，可以自由輸入變量。其框圖如下：選中封裝程序的parameters標(biāo)簽得到編輯變量的對(duì)話框，其中間的區(qū)域可以編輯變量與對(duì)話框之間的聯(lián)系。參考實(shí)驗(yàn)內(nèi)容里的相關(guān)要求，修改模塊的各個(gè)參數(shù)，檢查無(wú)誤后按圖連接各模塊，并把輸入輸出之間的模塊都選中，在選中的區(qū)域范圍內(nèi)點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選中create subsystem封裝子模塊，在simulink環(huán)境中，所謂封裝（masking），就是將其對(duì)應(yīng)的子系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)隱含起來(lái)，以便訪問(wèn)該模塊時(shí)只出現(xiàn)一個(gè)參數(shù)設(shè)置對(duì)話框，將模塊中所需要的參數(shù)用這個(gè)對(duì)話框來(lái)輸入。按照上述三種方法操作會(huì)彈出如圖所示的新建的模型窗口，名為uititled。仿真模型是交互性的界面，學(xué)生可以通過(guò)仿真模型自己調(diào)節(jié)相應(yīng)的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)仿真模型的多樣性和兼容性，為學(xué)生證明原理和繼續(xù)探索知識(shí)提供了一個(gè)良好的平臺(tái)，接下來(lái)我們?cè)敿?xì)介紹其制作過(guò)程。我們先來(lái)介紹實(shí)驗(yàn)3的界面，利用界面制作的方法，參照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書即可制作出實(shí)驗(yàn)3的界面如下：界面里有七個(gè)選項(xiàng)按鈕：實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)要求、仿真模型和圖形演示。首先，我們來(lái)介紹操作界面。仿真模型的引入通道我們是采用GUI制作的，仿真模型的呈現(xiàn)我們采用simulink模塊制作，這兩者的結(jié)合使用，使仿真模型的圖形可視化效果大大增強(qiáng)，收效頗豐。每個(gè)實(shí)驗(yàn)都分為七個(gè)部分：（1）、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，?）、實(shí)驗(yàn)設(shè)備，（3）、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，（4）、實(shí)驗(yàn)報(bào)告，（5）、實(shí)驗(yàn)要求，（6）、仿真模型，（7）、圖形演示。按照上述步驟和方法，制作出的界面如下：通過(guò)二級(jí)操作界面我們就可以很順利的進(jìn)入三級(jí)操作系統(tǒng)界面，本章的二、三節(jié)我們就專一介紹二級(jí)操作界面——課本實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)。課本實(shí)驗(yàn)的返回調(diào)用函數(shù)callback是“shiyan00”，shiyan00是二級(jí)操作通道界面，在后續(xù)的章節(jié)中我們將會(huì)詳細(xì)介紹。制作好的引入通道界面如下如所示：利用相同的方法，我們制作一級(jí)操作通道界面，由于靜態(tài)文本static text鍵的設(shè)置基本相同，我們?cè)诖司筒辉倮凼觯患?jí)操作通道有四個(gè)Push Button鍵，其中三個(gè)是調(diào)用文件返回函數(shù)按鈕，一個(gè)返回執(zhí)行關(guān)閉按鈕，在此著重于介紹三個(gè)功能按鈕Push Button鍵的返回函數(shù)的設(shè)置。至于兩個(gè)功能按鈕Push Button鍵的背景顏色改為淺綠色，字體為15號(hào)、紅色，將其中一個(gè)的string改為“成功從這里開(kāi)始” ，callback欄的返回函數(shù)改為“shiyan”（shiyan是一個(gè)界面的名稱，在此是利用返回函數(shù)調(diào)用名為shiyan的界面），放置在頁(yè)面編輯區(qū)的中下位置。然后用同樣的方法分別修改另外兩個(gè)Static Text 鍵的屬性，一個(gè)顏色仍為紫色，字體為30號(hào)，String字符串欄把字符修改為“歡迎你來(lái)到虛擬實(shí)驗(yàn)室 更多精彩請(qǐng)點(diǎn)擊”放置在頁(yè)面的中間。在理解和熟練掌握頁(yè)面背景顏色、文本、返回函數(shù)的設(shè)置后，我們?cè)賮?lái)創(chuàng)建引入通道和操作界面就顯得輕車熟路，易如反掌了。按鈕顯示的名稱設(shè)置一項(xiàng)在string欄修改，名稱可以根據(jù)需要自行定義，它主要是起到引導(dǎo)性的作用，方便理解和操作的連貫。點(diǎn)擊GUIDE的設(shè)計(jì)編輯區(qū)layout area內(nèi)任一push button鍵，雙擊打開(kāi)其property inspector屬性檢查器，選中Callback欄。關(guān)于push button鍵（功能鍵）的屬性設(shè)置除返回函數(shù)call back欄外，其余的基本上與static text鍵的相同。接下來(lái)我們繼續(xù)介紹static text鍵（靜態(tài)文本）文字的顏色和字體大小的的設(shè)置。點(diǎn)擊MATLAB的桌面快捷方式圖標(biāo)，直接啟動(dòng)MATLAB軟件，或者運(yùn)行MATLAB的安裝目錄的快捷起動(dòng)圖標(biāo)，啟動(dòng)MATLAB軟件。接下來(lái)我們先介紹怎么利用GUI創(chuàng)建進(jìn)入通道和操作界面的方法。由于六個(gè)實(shí)驗(yàn)的搭建大同小異，我們?cè)谶@里詳細(xì)介紹實(shí)驗(yàn)三、實(shí)驗(yàn)五的編程制作，以達(dá)到舉一反三的目的。六個(gè)課本實(shí)驗(yàn)和八個(gè)演示實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)界面都是利用MATLAB的圖形界面GUI創(chuàng)建，實(shí)驗(yàn)的圖形演示及仿真模型利用simulink建立，部分函數(shù)圖形的繪制利用M函數(shù)編寫成M文件，需要用到時(shí)直接在GUI的圖形界面里調(diào)用即可。演示實(shí)驗(yàn)主要由八個(gè)緊貼課本內(nèi)容且能反映自動(dòng)控制原理發(fā)展過(guò)程和趨勢(shì)的演示實(shí)驗(yàn)組成，這八個(gè)演示實(shí)驗(yàn)是：典型環(huán)節(jié)及其階躍響應(yīng)，線性系統(tǒng)時(shí)域響應(yīng)的分析，繪制系統(tǒng)的根軌跡及零、極點(diǎn)分布圖，系統(tǒng)的頻域分析，線性系統(tǒng)的校正，采樣控制系統(tǒng)，非線性系統(tǒng)仿真，平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)作用下線性系統(tǒng)的仿真。第三章 自動(dòng)控制原理虛擬實(shí)驗(yàn)室的實(shí)現(xiàn)在第二章第三節(jié)虛擬實(shí)驗(yàn)室的總體結(jié)構(gòu)里，我們已經(jīng)了解到虛擬實(shí)驗(yàn)室由三大部分組成：一、軟件介紹、二、課本實(shí)驗(yàn)和三、演示實(shí)驗(yàn)。課本實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)是虛擬實(shí)驗(yàn)室的重要組成部分，其中課本實(shí)驗(yàn)部分是針對(duì)課本教材里要求的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)而為學(xué)生量身制作的，它能滿足不同層次的學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)的需求，引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和挖掘?qū)W生的創(chuàng)新能力。虛擬實(shí)驗(yàn)室由三大部分組成：軟件介紹、課本實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)。 對(duì)于國(guó)內(nèi)教學(xué)型虛擬實(shí)驗(yàn)室的建設(shè),有關(guān)部門提出如下幾點(diǎn)建議：用“平民化”的技術(shù)實(shí)現(xiàn)教學(xué)型虛擬實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和應(yīng)用；更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念,重新認(rèn)識(shí)虛擬實(shí)驗(yàn)室；切合實(shí)際，合理選擇開(kāi)發(fā)技術(shù)。隨著虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)的成熟，人們開(kāi)始認(rèn)識(shí)到虛擬實(shí)驗(yàn)室在教育領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值，它除了可以輔助高校的科研工作,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面也具有如利用率高,國(guó)內(nèi)的許多高校都根據(jù)自身科研和教學(xué)的需求建立了一些虛擬實(shí)驗(yàn)室。第三節(jié) 虛擬實(shí)驗(yàn)室總體結(jié)構(gòu)虛擬實(shí)驗(yàn)室立足于自動(dòng)控制原理，應(yīng)用具有強(qiáng)大功能且簡(jiǎn)單易懂的MATLAB軟件搭建虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，幫助老師在教學(xué)工作中更有效的順利完成教學(xué)工作，使學(xué)生在有限的時(shí)間里高效率的掌握知識(shí)，為今后社會(huì)的進(jìn)步和祖國(guó)的建設(shè)添磚加瓦，成為社會(huì)的棟梁之才奠定扎實(shí)的理論基礎(chǔ)。這六個(gè)實(shí)驗(yàn)從簡(jiǎn)單到復(fù)雜貫穿自動(dòng)控制原理的應(yīng)用和發(fā)展，控制精度和控制要求隨著歲月的推移取得日新月異的成績(jī)，空前大步發(fā)展，邁向高峰。實(shí)驗(yàn)的基本要求為： 熟悉模擬電路，學(xué)會(huì)獨(dú)立觀察、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，記錄、測(cè)取數(shù)據(jù)，并整理、繪制、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)