现代控制理论实验08

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1、杨晓丹 

2、 现代控制理论 

3、 2015年5月21日实验08页56目录一、实验内容及目的3二、实验方案内容31.产生响应曲线32.数据处理43.将脉冲响应曲线转换成已知阶跃响应曲线54.辨识一阶有自衡对象75.辨识二阶有自衡对象86.两点法辨识高阶有自衡对象107.辨识无自衡对象118.枚举法辨识对象131）穷举法132）随机法143）混沌法辨识对象159.粒子群算法辨识对象1610.最小二乘法辨识对象191）最小二乘法192）递推最小二乘法21三、实验结果及分析231.产生响应曲线231）有自衡对象232）无自衡对象252.

4、数据处理263.将脉冲响应转换成已知阶跃响应曲线291）理想曲线29页562）转换得到的曲线314.辨识一阶有自衡对象321）理想曲线322）转换得到的曲线325.辨识二阶有自衡对象331）理想曲线332）转换得到的曲线346.两点法辨识高阶有自衡对象341）理想曲线342）转换得到的曲线353）非等容对象辨识367.辨识无自衡对象371）理想曲线372）转换得到的曲线398.枚举法辨识对象401）穷举法402）随机法433）混沌法459.粒子群算法辨识对象4710.最小二乘法辨识对象491）最小二乘法492）递推最小二乘法

5、4911.小结50四、实验中遇到的问题51页56页56一、实验内容及目的实验研究将脉冲响应曲线转换成已知阶跃响应曲线的方法（包括有自平衡和无自平衡对象），研究基于阶跃响应曲线求取传递函数的方法，研究最小二乘法辨识的应用。通过这次实验掌握系统辨识的方法。二、实验方案内容1.产生响应曲线用程序产生无自衡对象、一阶有自衡对象、二阶有自衡对象、三阶有自衡对象的方波脉冲响应曲线，并加入噪声和异常点。T为对象的惯性系数，k为对象的增益系数，n为对象的阶次，异常点出现的几率为0.3%，噪声的最大值由随机函数0.2*rand()产生。代码如

6、下clc;clearall;closeall;T=16;k=2.3;tao=10;%Âö³å³ÖÐøµÄʱ¼än=1;ubalance=1;%Ϊ0ΪÓÐ×Ժ⣬Ϊ1ΪÎÞ×Ôºâst=100;dt=0.1;lp=st/dt;r=zeros(lp,1);r(1:fix(tao/dt),1)=1;t=zeros(lp,1);Y=zeros(lp,1);x=zeros(n+1,1);a=exp(-dt/T);b=1-a;fori=1:lpx(1)=a*x(1)+k*b*r(i);页56ifn>1x(2:n)=a*x(

7、2:n)+b*x(1:n-1);endifubalance==1x(n+1)=x(n+1)+dt*x(n);Y(i)=x(n+1);elseY(i)=x(n);endt(i)=i*dt;endbili=0.2*rand();%biliΪÔëÉùµÄ×î´óÖµ%ȾÔëÉùfori=1:lpY(i)=Y(i)+bili*(rand()-0.5);end%¼ÓÈëÒì³£µãfori=1:lpifrand()>0.998Y(i)=10*Y(i);endendks=num2str(k);Ts=num2str(T);ns=num

8、2str(n);text1=['k=',ks,',T=',Ts,',n=',ns];plot(t,Y)title(text1)savesysoutu3Ydtrtext1;2.数据处理数据处理的一般步骤是：1.平滑化2.去初始值3.去零值4.去异常值。由于产生的数据初始值为0，没有零值，只需要做平滑化和去异常值。平滑化一般使用平均值法，Y(t)=[Y(t-2)+Y(t-1)+Y(t)+Y(t+1)+Y(t+2)]/5去异常值也采用平均值法，Y(t)=2Y(t-1)-Y(t-2)代码如下clc;clearall;closeall

9、;页56loadsysoutu3;Y1=Y;[lp,m]=size(Y1);ifm>lplp=m;endY=de_abnormal(Y1,5);%ƽ»¬»¯fori=3:lp-2Y1(i)=[Y(i-2)+Y(i-1)+Y(i)+Y(i+1)+Y(i+2)]/5;end%È¥Òì³£µãY=Y1;plot(Y)savesoutu3Ydtr;3.将脉冲响应曲线转换成已知阶跃响应曲线脉冲响应曲线为Y，阶跃响应曲线为Y1，脉冲宽度为T。系统是线性的，可以把输入信号看作阶跃1响应和迟延为T的阶跃-1响应的叠加，脉冲响应曲线Y也可以

10、看成阶跃响应曲线Y1和迟延阶跃相应曲线Y2的叠加。当tT时，y2(t)=-y1(t-T)，则y1(t)=y(t)-y2(t)=y(t)+y1(t-T)。则可由脉冲响应曲线推出已知阶跃响应曲线。有自衡对象代码为clc;clearall;c