广东工业大学现代控制理论实验报告Word文件下载.docx

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例1.2

num=[0153];

den=[1234];

[A,B,C,D]=tf2ss（num,den）

练习题

求A、B、C、D阵的程序和运行结果

程序如下：

%传递函数阵的格式转换成为状态空间表达式

num=[0012;

0153];

验证：

程序如下:

A=[-2-3-4;

100;

010];

0;

0];

C=[012;

153];

D=[0;

实验二状态空间控制模型系统仿真及状态方程求解

1.熟悉线性连续系统的状态空间控制模型的各种表示方法；

2.熟悉系统模型的转换功能；

3.利用MATLAB对线性定常系统进行动态分析。

例2.1

num=[1213];

den=[10.521];

[z,p,k]=tf2zp（num,den）

[a,b,c,d]=tf2ss（num,den）

例2-2

A=[01;

-10-5];

B=[0;

D=B;

C=[10;

01];

x0=[2;

1];

[y,x,t]=initial（A,B,C,D,x0）;

plot（t,x（:

1）,t,x（:

2））

grid

title（'

ResponsetoInitialCondition'

）

xlable（'

Time（sec）'

ylable（'

x1,x2'

text（0.55,1.15,'

x1'

text（0.4,-2.9,'

x2'

例2-3

A=[-1-1;

6.50];

B=[11;

10];

D=[00;

00];

step（A,B,C,D）

A=[0-2;

1-3];

B=[2;

C=[10];

x0=[1;

初始状态x0=[1;

2]时的阶跃输入响应：

C=[1,0;

D=zeros（1,1）;

2];

t=[0:

.04:

15];

u=heaviside（t）;

G=ss（A,B,C,D）;

G1=tf（G）;

[y1,t,x1]=initial（G,x0,t）;

[y2,t,x2]=lsim（G,u,t）;

y=y1+y2;

x=x1+x2;

plot（t,x）;

gridon

实验三系统能控性、能观性的判别

1.系统的能控性和能观测性的判别方法、系统的能观性和能观测性分解；

2.了解MATLAB中相应的函数。

例3-

（1）判别系统能控性：

%判断系统状态的能控性

-2-3];

Qc=ctrb（A,B）;

n=rank（Qc）;

L=length（A）;

ifn==L

disp（'

系统状态完全能控'

）

else

系统状态不完全能控'

end

例3-

（2）能控性分解后的模型：

C=[34];

[Ax,Bx,Cx,T,K]=ctrbf（A,B,C）

sum（K）

练习题

（1）

A=[00-1;

10-3;

01-3];

C=[01-2];

Qo=obsv（A,C）;

n=rank（Qo）;

系统状态完全能观'

系统状态不完全能观'

1;

3-

（2）能观性分解：

[Ax,Bx,Cx,T,K]=obsvf（A,B,C）

实验四系统稳定性仿真实验

1.掌握线性系统稳定性的判别方法；

2.了解MATLAB中相应的函数

例题4-1：

-1-1];

%Q=eye（size（A,1））;

Q=eye（2,2）;

P=lyap（A,Q）;

flag=0;

n=length（A）;

fori=1:

n

det（P（1:

i,1:

i））

if（det（P（1:

i））<

=0）

flag=1;

end

end

ifflag==1

SystemisLypunovstable'

）;

else

SystemisnotLypunovstable'

A=[-3-8-2-4;

1000;

0100;

0010];

Q=eye（4,4）;

实验五状态反馈及状态观测器的设计

1.熟悉状态反馈矩阵的方法；

2.熟悉状态观测器设计方法。

习题：

1.程序如下A=[-10-35-50-24;

0100;

C=[1,7,24,24];

P=[-30,-1.2,-2.4+4i,-2.4-4i];

K=acker（A,B,P）

A-B*K

响应曲线：

A=[-36-207.52-851.712-783.36;

C=[172424];

D=0

2.程序如下：

A=[0,1,0;

980,0,-2.8;

0,0,-100];

100];

C=[1,0,0];

P=[-100,-102,-103];

A1=A'

;

B1=C'

C1=B'

K=acker（A1,B1,P）;

E=（K）'

aEc=A-E*C