现代控制理论实验报告(2)

现代控制理论实验报告

学院：信息科学与工程学院 专业：电气工程及其自动化 班级：0802 学号：0909081024 姓名：曾高峰 指导教师：袁艳 2010-12-31

实验1 用MATLAB分析状态空间模型

1、实验设备

PC计算机1台，MATLAB软件1套。 2、实验目的

① 学习系统状态空间表达式的建立方法、了解系统状态空间表达式与传递函数相互转换的方法；

② 通过编程、上机调试，掌握系统状态空间表达式与传递函数相互转换方法。 3、实验原理说明

参考教材P56~59“2.7 用MATLAB分析状态空间模型” 4、实验步骤

① 根据所给系统的传递函数或A、B、C矩阵，依据系统的传递函数阵和状态空间表达

式之间的关系式，采用MATLAB编程。

② 在MATLAB界面下调试程序，并检查是否运行正确。 题1.1 已知SISO系统的传递函数为

s2?5s?8g(s)?4

s?2s3?6s2?3s?9（1）将其输入到MATLAB工作空间； （2）获得系统的状态空间模型。 1.

num=[1,5,8];den=[1,2,6,3,9];G=tf(num,den)

Transfer function: s^2 + 5 s + 8 ----------------------------- s^4 + 2 s^3 + 6 s^2 + 3 s + 9

2. G1=ss(G) a =

x1 x2 x3 x4 x1 -2 -1.5 -0.75 -2.25 x2 4 0 0 0 x3 0 1 0 0 x4 0 0 1 0 b =

u1 x1 2 x2 0 x3 0 x4 0

c =

x1 x2 x3 x4 y1 0 0.125 0.625 1 d =

u1 y1 0

Continuous-time model.

题1.2 已知SISO系统的状态空间表达式为

??x?1??010??x1??1??x??2??001??x?2??3??x???????6?u，y??1??3?????4?3?2????x3??????（1）将其输入到MATLAB工作空间；

（2）求系统的传递函数。

A=[0,1,0;0,0,1;-4,-3,-2]; B=[1;3;-6]; C=[1,0,0];

D=zeros(1,1);G=ss(A,B,C,D) a =

x1 x2 x3 x1 0 1 0 x2 0 0 1 x3 -4 -3 -2 b =

u1 x1 1 x2 3 x3 -6 c =

x1 x2 x3 y1 1 0 0 d =

u1 y1 0

Continuous-time model.

?x1?00???x?2???x3??

>> G1=tf(G)

Transfer function: s^2 + 5 s + 3 --------------------- s^3 + 2 s^2 + 3 s + 4

实验2 利用MATLAB求解系统的状态方程

1、实验设备

PC计算机1台，MATLAB软件1套。 2、实验目的

① 学习系统齐次、非齐次状态方程求解的方法，计算矩阵指数，求状态响应； ② 通过编程、上机调试，掌握求解系统状态方程的方法，学会绘制状态响应曲线； ③ 掌握利用MATLAB导出连续状态空间模型的离散化模型的方法。 3、实验原理说明

参考教材P99~101“3.8 利用MATLAB求解系统的状态方程” 4、实验步骤

（1）根据所给系统的状态方程，依据系统状态方程的解的表达式，采用MATLAB编程。 （2）在MATLAB界面下调试程序，并检查是否运行正确。 题2.1 已知SISO系统的状态方程为

?01??3????xx?u?????2?3??0? y??11?x

（1）u?0，x?0???A=[0,1;-2,-3];B=[3;0]; expm(A*0.5)

ans =

0.8452 0.2387 -0.4773 0.1292

（2）u?1(t)，x?0????，绘制系统的状态响应及输出响应曲线； A=[0,1;-2,-3];B=[3;0];C=[1,1];D=[0];

>> G=ss(A,B,C,D);[y,x,t]=step(G);plot(t,x)

?1?，求当t=0.5时系统的矩阵系数及状态响应； ???1??0??0?

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/tgwf.html