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1、控制理论基础实验（基于MATLAB）控制理论基础实验班级：学号：姓名：付予实验时间：周五下午7、8节指导教师：范哲意8控制理论基础实验（基于MATLAB）实验一：控制系统的模型建立一、实验目的1.掌握利用MATLAB建立控制系统模型的方法。2.掌握系统的各种模型表述及相互之间的转换关系。3.学习和掌握系统模型连接的等效变换。二、实验原理1．系统模型的MATLAB描述1）传递函数（TF）模型2)零极点增益(ZPK)模型3）状态空间（SS）模型4)三种模型之间的转换2.系统模型的连接在实际应用中，整个控制系统是由多个单一的模型组合而
2、成，基本的组合方式有串联连接、并联连接和反馈连接。三、实验内容1.已知控制系统的传递函数如下试用MATLAB建立系统的传递函数模型、零极点增益模型及系统的状态空间方程模型，并绘制系统零极点图。实验代码：8控制理论基础实验（基于MATLAB）>>num=[2,18,40];>>den=[1,5,8,6];>>gtf=tf(num,den)>>gzpk=zpk(gtf)8控制理论基础实验（基于MATLAB）>>gss=ss(gtf)>>pzmap(gzpk)>>gridon8控制理论基础实验（基于MATLAB）实验结果：8控制理论基
3、础实验（基于MATLAB）传递函数模型：gtf=2s^2+18s+40---------------------s^3+5s^2+8s+6零极点增益模型：gzpk=2(s+5)(s+4)--------------------(s+3)(s^2+2s+2)状态空间方程模型：gss=a=x1x2x3x1-5-2-1.5x2400x3010b=u1x14x20x30c=x1x2x3y10.51.1252.5d=u1y108控制理论基础实验（基于MATLAB）零极点图形：8控制理论基础实验（基于MATLAB）2.已知控制系统的状态空间
4、方程如下试用MATLAB建立系统的传递函数模型、零极点增益模型及系统的状态空间方程模型，并绘制系统零极点图。实验代码：8控制理论基础实验（基于MATLAB）>>A=[0100;0010;0001;-1-2-3-4]；>>B=[0;0;0;1]；>>C=[10200]；>>D=[0]>>Gss=ss(A,B,C,D)>>Gtf=tf(Gss)>>Gzpk=zpk(Gss)>>pzmap(Gzpk)>>gridon8控制理论基础实验（基于MATLAB）实验结果：8控制理论基础实验（基于MATLAB）系统状态空间方程：a=x1x2x3
5、x4x10100x20010x30001x4-1-2-3-4b=u18控制理论基础实验（基于MATLAB）x10x20x30x41c=x1x2x3x4y110200d=u1y10传递函数模型：2s+10-----------------------------s^4+4s^3+3s^2+2s+1零极点增益模型：Zero/pole/gain:2(s+5)---------------------------------------------(s+3.234)(s+0.6724)(s^2+0.0936s+0.4599)8控制理论基
6、础实验（基于MATLAB）零极点图：3.已知三个系统的传递函数分别为8控制理论基础实验（基于MATLAB）试用MATLAB求上述三个系统串联后的总传递函数。实验代码：8控制理论基础实验（基于MATLAB）>>num1=[2,6,5];>>den1=[1,4,5,2];>>num2=[1,4,1];>>den2=[1,9,8,0];>>z=[-3,-7];>>p=[-1,-4,-6];>>k=5;>>g1=tf(num1,den1);>>g2=tf(num2,den2);>>g3=zpk(z,p,k);>>g=g1*g2*g38控
7、制理论基础实验（基于MATLAB）实验结果：总传递函数：g=10s^6+170s^5+1065s^4+3150s^3+4580s^2+2980s+525-------------------------------------------------------------------------------------s^9+24s^8+226s^7+1084s^6+2905s^5+4516s^4+4044s^3+1936s^2+384s4.已知如图E2-1所示的系统框图8控制理论基础实验（基于MATLAB）试用MATLAB求
8、该系统的闭环传递函数。编写程序代码：8控制理论基础实验（基于MATLAB）>>num1=[1];>>den1=[1,1];>>num2=[1];>>den2=[0.5,1];>>num3=[3];>>den3=[1,0];>>num4=[1];>>den4=[0
