现代控制理论课程设计(大作业).doc

现代控制理论大作业环节 环节C1－1 环节项目名称：状态空间控制模型系统仿真及状态方程求解 环节目的： 熟悉连续线性系统的状态空间控制模型的各种表示方法。 熟悉系统模型之间的转换功能。 利用MATLAB对线性定常系统进行动态分析。 环节形式：课后上机仿真 环节考核方式： 根据提交的实验结果及分析报告确定成绩 环节内容、方法： （1）给定系统传递函数，求系统的状态空间模型，并求其单位脉冲响应及单位阶跃响应。实验要求进行模型间的相互切换，并绘出系统单位阶跃及脉冲曲线。 环节C1－2 环节项目名称：能控能观判据及稳定性判据 环节目的： 1．利用MATLAB分析线性定常系统的可控性和客观性。 2．利用MATLAB进行线性定常系统的李雅普诺夫稳定性判据。 环节形式：课后上机仿真 环节考核方式： 根据提交的仿真结果及分析报告确定成绩。 环节内容、方法： （1）给定系统状态空间方程，对系统进行可控性、可观性分析。 （2）已知系统状态空间方程，判断其稳定性，并绘制出时间响应曲线验证上述判断。 实践环节要求： 判断系统的可控性，求解系统的可控性矩阵Sc。 判断系统的可观测性，求解系统的可观测性矩阵So。 判断系统稳定性，绘制时间响应曲线。 环节C1－3 环节项目名称：系统状态响应、输出响应的测量 环节目的： 1． 利用MATLAB分析线性定常系统。 2．利用SIMULINK进行系统状态空间控制模型仿真，求取系统的状态响应及输出响应。 环节形式：课后上机仿真 环节考核方式： 根据提交的仿真结果及分析报告确定成绩 环节内容、方法： （1）给定系统状态空间方程，对系统进行可控性、可观性分析。并利用SIMULINK绘制系统的状态图，求取给定系统输入信号和初始状态时的状态响应及输出响应。 （2）给定两个系统的状态空间模型，分别求两个系统的特征值；将两个系统的系统矩阵化为标准型；求出给定系统初始状态时，状态的零输入响应；求两个系统的传递函数并分析仿真结果。 实践环节要求： （1）给出编写的仿真程序或绘制SIMULINK仿真模型图。 （2）明确给出要求求解的仿真结果。 （3）绘制出相应实验要求得到的曲线。 环节C1－4 环节项目名称：状态反馈及状态观测器的设计 环节目的： 熟悉状态反馈矩阵的求法。 熟悉状态观测器设计方法。 环节形式：课后上机仿真 环节考核方式： 根据提交的仿真结果及分析报告确定成绩 环节内容、方法： 给定系统状态空间模型，要求判断系统的稳定性，选择适当的反馈矩阵K，使系统稳定；根据给定极点位置，设计观测器；求出带状态观测器和状态反馈系统的阶跃响应曲线（编程或用SIMULINK仿真均可）；分析仿真结果。 实践环节要求： 给出编写的仿真程序。 明确给出要求求解的仿真结果。 绘制出相应实验要求得到的曲线。 对仿真结果进行分析。