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(毕业论文)《控制系统计算机仿真》上机实验报告_精品
兰 州 理 工 大 学
《控制系统计算机仿真》上机实验报告
院系: 电信学院
班级: 10级自动化五班
姓名:
学号:
时间: 2013 年 5 月 12 日
电气工程与信息工程学院
2-2.用MATLAB语言求下列系统的状态方程、传递函数、零极点增益和部分分式形式的模型参数,并分别写出其相应的数学模型表达式:
(1)
(2)
解:(1)
①传递函数转化为状态方程:
num=[1,7,24,24]
num =
1 7 24 24
den=[1,10,35,50,24]
den =
1 10 35 50 24
[A,B,C,D]=tf2ss(num,den)
A =
-10 -35 -50 -24
1 0 0 0
0 1 0 0
0 0 1 0
B =
1
0
0
0
C =
1 7 24 24
D =
0
G2=ss(A,B,C,D)
a =
x1 x2 x3 x4
x1 -10 -35 -50 -24
x2 1 0 0 0
x3 0 1 0 0
x4 0 0 1 0
b =
u1
x1 1
x2 0
x3 0
x4 0
c =
x1 x2 x3 x4
y1 1 7 24 24
d =
u1
y1 0
状态方程为:
②传递函数转换为零极点增益:
num=[7,24,24]
num =
7 24 24
den=[10,35,50,24]
den =
10 35 50 24
[Z,P,K]=tf2zp(num,den)
Z =
-2.7306 + 2.8531i
-2.7306 - 2.8531i
-1.5388
P =
-4.0000
-3.0000
-2.0000
-1.0000
K =
1
G1=zpk(Z,P,K)
Zero/pole/gain:
(s+1.539) (s^2 + 5.461s + 15.6)
-------------------------------
(s+4) (s+3) (s+2) (s+1)
零极点增益方程为:
③传递函数转换为部分分时形式:
num=[7,24,24]
num =
7 24 24
den=[10,35,50,24]
den =
10 35 50 24
[R,P,H]=residue(num,den)
R =
4.0000
-6.0000
2.0000
1.0000
P =
-4.0000
-3.0000
-2.0000
-1.0000
H =
[]
G3=residue(R,P,H)
G3 =
1.0000 7.0000 24.0000 24.0000
部分分式形式为:
(2)
解:
①状态方程转换为传递函数为:
A=[2.25,-5,-1.25,-0.5;2.25,-4.25,-1.25,-0.5;0.25,-0.5,-1.25,-1;1.25,-1.75,-0.25,-0.75]
A =
2.2500 -5.0000 -1.2500 -0.5000
2.2500 -4.2500 -1.2500 -0.5000
0.2500 -0.5000 -1.2500 -1.0000
1.2500 -1.7500 -0.2500 -0.7500
B=[4,2,2,0]
B =
4
2
2
0
C=[0,2,0,2]
C =
0 2 0 2
D=[0]
D =
0
[num,den]=ss2tf(A,B,C,D)
num =
0 4.0000
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