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现代控制理论4
现代控制理论Modern Control Theory(4) 俞 立 浙江工业大学 信息与控制研究所 2003年3月12日 任意输入信号的响应 [y,T,x]=lsim(sys,u,t,x0) 其中 sys=ss(A,B,C,D 例 求以下系统在零输入和初始状态x(0)=[1 1]下状态的时间响应 A=[0 –2;1 –3]; B=[2;0];C=[1 0];D=[0]; sys=ss(A,B,C,D); x0=[1;1]; t=[0:0.01:1]; u=0*t; [y,T,x]=lsim(sys,u,t,x0); subplot(2,1,1),plot(T,x(:,1)) xlabel(‘Time(sec)’),ylabel(‘X_1’) subplot(2,1,2),plot(T,x(:,2)) xlabel(‘Time(sec)’),ylabel(‘X_2’) 2.3 状态空间模型的性质 考虑状态向量的一个线性变换: 定理2.1 线性变换前后的系统具有相同的 传递函数 证明: 定理2.2 等价的状态空间模型具有相同的 极点。 证明: 例2.7 考虑状态空间模型,其中 应用MATLAB命令eig可以得到矩阵A的特征值是-5,-3和-2 执行MATLAB程序 A=[-4 -1 1;0 -3 1;1 1 -3]; [T,D]=eig(A) 变换后的系统 离散时间状态空间模型 零阶保持器 其中 例 求以下系统的离散化状态空间模型 所求的离散时间状态空间模型是 [G,H]=c2d(A,B,T) 例 求以下系统的离散化模型 采样周期T =0.05秒 A=[0 1;-25 –4]; B=[0;1]; [G,H]=c2d(A,B,0.05) 2.4.2 离散时间状态空间模型的运动分析 离散时间状态空间模型 已知初始状态和 ,求k时刻的状态 状态转移矩阵 满足 进一步的例题 例 已知二阶系统的初始状态和自由运动的两组值 求系统的状态转移矩阵和状态系数矩阵 由条件 Ex. 给定系统 试确定参数 a, b, d 的值,以使得该系统模型能等价地转换成以下的对角型 * *
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