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《《控制系统数字仿真与cad》张晓华版课后答案第四章》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、4-2设典型闭环结构控制系统如图4-47所示，当阶跃输入幅值时，用sp4_1.m求取输出的响应。解：用sp4_1.m求解过程如下：在MATLAB语言环境下，输入以下命令语句>>a=[0.0160.8643.273.421];>>b=[3025];>>X0=[0000];%系统状态向量初值为零>>V=2;%反馈系数>>n=4;>>T0=0;Tf=10;>>h=0.01;R=20;%仿真步长h=0.01，阶跃输入幅值>>sp4_1%调用sp4_1.m函数>>plot(t,y)运行结果为：附：sp4_1.m函数为b=b/a(1);a=a
2、/a(1);A=a(2:n+1);A=[rot90(rot90(eye(n-1,n)));-fliplr(A)];B=[zeros(1,n-1),1]';m1=length(b);C=[fliplr(b),zeros(1,n-m1)];Ab=A-B*C*V;X=X0';y=0;t=T0;N=round((Tf-T0)/h);fori=1:NK1=Ab*X+B*R;K2=Ab*(X+h*K1/2)+B*R;K3=Ab*(X+h*K2/2)+B*R;K4=Ab*(X+h*K3)+B*R;X=X+h*(K1+2*K2+2*K3+K4)/
3、6;y=[y,C*X];t=[t,t(i)+h];end4-4系统结构图如图4-48，写出该系统的联结矩阵和，并写出联结矩阵非零元素阵。解：根据图4-48中,拓扑连结关系，可写出每个环节输入受哪些环节输出的影响，现列如入下:把环节之间的关系和环节与参考输入的关系分别用矩阵表示出来，即=，=，4-6若系统为图4-5b双输入-双输出结构，试写出该系统的联接矩阵，，说明应注意什么？解：根据图4-5b中,拓扑连结关系，可列写如下关系式:转换成矩阵形式为所以联接矩阵=，=此时应注意输入联接矩阵变为型。4-8求图4-49非线性系统的输出响应y
4、(t),并与无非线性环节情况进行比较。解：（1）不考虑非线性环节影响时，求解过程如下：1）先将环节编号标入图中。2)在MATLAB命令窗口下，按编号依次将环节参数输入P阵；>>P=[0.110.51;01200;2110;10110];3)按各环节相对位置和联接关系，有联接矩阵如下：，，所以非零元素矩阵>>WIJ=[101;14-1;211;321;431];4）由于不考虑非线性影响，则非线性标志向量和参数向量均应赋零值；>>Z=[0000];S=[0000];5）输入运行参数：开环截至频率约为1，故计算步长h取经验公式值，即，取
5、h=0.01；每0.25秒输出一点。故取=25。>>h=0.01;>>L1=25;>>n=4;>>T0=0>>Tf=20;>>nout=4;>>Y0=10;>>sp4_4;>>plot(t,y,'r')>>holdon运行结果如图中红色实线所示。(2)考虑非线性环节N影响时，只需将非线性标志向量Z和参数向量S的相应分量正确输入即可。在MATLAB命令窗口中输入下列语句：>>Z=[4000];S=[5000];%第一个线性环节后有饱和非线性，参数值为5。>>sp4_4;>>plot(t,y,'--')运行结果如图中蓝色虚线所示。从图
6、中可以清楚的地看出，饱和非线性环节对线性系统输出响应的影响。附：sp4_4函数为:A=P(:,1);B=P(:,2);C=P(:,3);D=P(:,4);m=length(WIJ(:,1));W0=zeros(n,1);W=zeros(n,n);fork=1:mif(WIJ(k,2)==0);W0(WIJ(k,1))=WIJ(k,3);elseW(WIJ(k,1),WIJ(k,2))=WIJ(k,3);end;end;fori=1:nif(A(i)==0);FI(i)=1;FIM(i)=h*C(i)/B(i);FIJ(i)=h*h
7、*(C(i)/B(i))/2;FIC(i)=1;FID(i)=0;if(D(i)~=0);FID(i)=D(i)/B(i);elseendelseFI(i)=exp(-h*A(i)/B(i));FIM(i)=(1-FI(i))*C(i)/A(i);FIJ(i)=h*C(i)/A(i)-FIM(i)*B(i)/A(i);FIC(i)=1;FID(i)=0;if(D(i)~=0);FIC(i)=C(i)/D(i)-A(i)/B(i);FID(i)=D(i)/B(i);elseendendendY=zeros(n,1);X=Y;y=0;
8、Uk=zeros(n,1);Ubb=Uk;t=T0:h*L1:Tf;N=length(t);fork=1:N-1fori=1:L1Ub=Uk;Uk=W*Y+W0*Y0;fori=1:nif(Z(i)~=0)if(Z(i)==1)Uk(i)=satu
