现代控制理论基础实验现代控制理论基础实验.doc

实验一 例1-15 控制系统微分方程 一、实验目的 掌握用MATLAB求状态空间表达式。 二、实验步骤 （1）先将控制系统微分方程转换成传递函数： （2）输入下列命令 num=[1 7 24 24] den=[1 10 35 50 24] G=tf(num,den) sys=ss(G) （3）按回车键则输出： num = 1 7 24 24 den = 1 10 35 50 24 Transfer function: s^3 + 7 s^2 + 24 s + 24 --------------------------------- s^4 + 10 s^3 + 35 s^2 + 50 s + 24 a = x1 x2 x3 x4 x1 -10 -4.375 -3.125 -1.5 x2 8 0 0 0 x3 0 2 0 0 x4 0 0 1 0 b = u1 x1 2 x2 0 x3 0 x4 0 c = x1 x2 x3 x4 y1 0.5 0.4375 0.75 0.75 d = u1 y1 0 三、实验体会 通过本次实验我掌握了用MATLAB求状态空间表达式 例1-16 假设某离散系统的脉冲传递函数为 采样周期为T=0.1s 一、实验目的 （1）掌握用MATLAB绘制零、极点分布图； （2）掌握用MATLAB将离散系统脉冲传递函数模转换成状态空间表达式。 二、实验步骤 （1）输入： num=[0.31 0.57 0.38 0.89] den=[1 3.23 3.98 2.22 0.47] Gyu=tf(num,den,Ts,0.1) （2）回车后输出： num = 0.3100 0.5700 0.3800 0.8900 den = 1.0000 3.2300 3.9800 2.2200 0.4700 Transfer function: 0.31 z^3 + 0.57 z^2 + 0.38 z + 0.89 ----------------------------------------- z^4 + 3.23 z^3 + 3.98 z^2 + 2.22 z + 0.47 Sampling time: 0.1 （3） 再输入pzmap(Gyu)并回车得： （4）再执行语句 sys=ss(Gyu) （5）输出： a = x1 x2 x3 x4 x1 -3.23 -1.99 -1.11 -0.47 x2 2 0 0 0 x3 0 1 0 0 x4 0 0 0.5 0 b = u1 x1 1 x2 0 x3 0 x4 0 c = x1 x2 x3 x4 y1 0.31 0.285 0.19 0.89 d = u1 y1 0 Sampling time: 0.1 Discrete-time model. 三、实验体会 通过本次实验我懂得了用MATLAB绘制零、极点分布图与用MATLAB将离散系统脉冲传递函数模转换成状态空间表达式。 例：1-17 已知系统状态方程为 一、实验目的 （1）掌握用MATLAB的inv（）函数来求矩阵的逆矩阵 （2）掌握用MATLAB的simple（）函数来对符号运算结果进行简化 二、实验步骤 （1）输入： syms s;A=[0 1;-2 -3];B=[1 0;1 1];C=[2 1;1 1;-2 -1];D=[3 0;0 0;0 1];I=[1 0;0 1]; F=inv(s*I-A) G=simple(simple(C*F*B)+D) （2）回车输出： F = [ (s + 3)/(s^2 +