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时间:2020-07-24
《实验二利用MATLAB求取线性系统的状态空间模型的解.doc》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、现代控制理论第一次上机实验报告实验二利用MATLAB求取线性系统的状态空间模型的解实验目的:1、根据状态空间模型分析系统由初始状态和外部激励所引起的响应;2、通过编程、上机调试,掌握系统运动的分析方法。实验原理:一、系统时域响应的求解方法给定系统的状态空间模型:(2.1)设系统的初始时刻,初始状态为,则系统状态方程的解为(2.2)输出为(2.3)包括两部分,第一部分是由系统自由运动引起的,是初始状态对系统运动的影响;第二部分是由控制输入引起的,反映了输入对系统状态的影响。输出由三部分组成。第一部分是当外部输入等于零时,由初始状态引起
2、的,故为系统的零输入响应;第二部分是当初始状态为零时,由外部输入引起的,故为系统的外部输入响应;第三部分是系统输入的直接传输部分。实验步骤1、构建系统的状态空间模型,采用MATLAB的m-文件编程;2、求取系统的状态和输出响应;3、在MATLAB界面下调试程序,并检查是否运行正确。实验要求1、在运行以上程序的基础上,应用MATLAB验证一个振动现象可以由以下系统产生:证明该系统的解是假设初始条件,用Matlab观察该系统解的形状。m-程序如下:A=[01;-10];B=[0;0];D=B;C=[10;01];sys=ss(A,B,C
3、,D);x0=[0;1];t=[0:0.01:20];[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')仿真结果如下:仿真分析:由仿真图可知,X1和X2周期相同约为6.2,相位差90度,故X1=sint;X2=cost,得证。实验心得通过本次实验,更清楚的了解了书上例2-1解题过程。
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