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《黄挚雄老师现代控制理论实验指导书》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、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为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界而下调试程序，并检査是否运行正确。题1.1已知SIS0系统的传递函数为M+5$+8曲
2、）=〃+2$3+6$2+3$+9（1）将其输入到MATLAB工作空间；（2）获得系统的状态空间模型。»num=[1,5,8];den=[1,2,6,3.9];g=tf（num,den）;g1=ss（g）xlx2x3x4xl・2■1.5-0.375・1.125x24000x30200x40010b=ulxl1x20x30x40c=xlx2x3x4yi00.250.6251ulyl0Continuous-timemodel.题1.2已知S1SO系统的状态空间表达式为£「010~_1'丘2—001兀2+3u,y=[100]兀2_A_-4-3-2__心一-
3、6兀3（1）将其输入到MATLAB工作空间;（2）求系统的传递函数。A=[0,l,0;0,0,l;・4,・3,・2];B=[l;3;-6];C=[l,0,0]；D=0;g=ss(A,B,C,D);gl=tf(g)»Transferfunction:sA2+5s+3sA3+2sA2+3s+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
4、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2.1SISO系统的状态方程为_01■X=X+-2-3y二[1l]x(1)w=0,x(O)=[,求当/=0.5时系统的状态响应;»A=[OJ;-2r3];B=[3;0];C=[lJJ;D=O;G=ss(A,B,C,D);u=O;expm(A*0.5)ans=0.84520.238
5、7-0.47730.1292»[0.8452,0.2387-0.477301292]ans=0.6065-0.6065/、"o'(2)u=1(0,x(O)=0,绘制系统的状态响应及输出响应曲线;A=[O,1;・2,・3];B=[3;0]；C=[1,1];D=0;G二ss(A,B,C,D);[y,t,xJ=step(G);plot(t,x)状态响应输出响应plot(t,y)(3)w=l+cos3r,x(O)=,绘制系统的状态响应及输出响应曲线;A=[0J;-2r3];B=[3;0];C=[Ml；D=0；u=l+exp(-t).*cos(3*t);G=
6、ss(A,B,C,D);t=[0:.04:4];[y,t,x]=lsim(G,u,t);plot(t,x)状态响应输出响应plot(t,y)(4)w=0,x(O)=；,绘制系统的状态响应及输出响应曲线;A=[OJ;-2r3];B=[3;0];C=[1,1]；D=0;t=[0:.01:2];x0=[l;2];[y,t,x]=initial(G,x0);plot(t,x)状态响应输出响应plot(t,y)(5)在余弦输入信号和初始状态x(O)=；下的状态响应曲线。题2.2已知一个连续系统的状态方程是■01'oX=兀+-25-41若取采样周期T=0.05
7、秒(1)试求相应的离散化状态空间模型;»A=[0,l;-25,-4];B=[0;l];»[GH]=c2d(A,B,0.05)0.97090.0448-1.12120.79150.00120.0448（2）分析不同采样周期下，离散化状态空间模型的结果。[GH]=c2d（AB0」）0.89230.0790-1.97590.57620.00430.0790实验3系统的能控性、能观测性分析1、实验设备PC计算机1台，MATLAB软件1套。2、实验II的①学习系统状态能控性、能观测性的定义及判別方法；②通过用MATLAB编程、上机调试，掌握系统能控性、能观测
8、性的判别方法，掌握将一般形式的状态空间描述变换成能控标准形、能观标准形。3、实验原理说明参考教材P117〜118“4.2.
