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1、计算机控制技术上机实验教案实验一MATLAB控制建模仿真实验一、上机实验目的与要求要求学生运用学过的知识，利用MATLAB软件辅助建立系统的数学模型，能对几种常见的数学模型进行转换，掌握MTLAB控制系统仿真的基本建模方法。二、上机实验题目1、已知一微分方程描述系统的传递函数，试用MATLAB建立G(s)模型，其微分方程描述如下：2、已知某系统的传递函数求其分子、分母多项式，绘制零极点图。3、已知某系统的传递函数求其部分分式表达形式；求其零极点模型和状态空间模型。4、已知两系统的传递函数，试求两系统串、并联传递函数。5、已知系统的前向传递函数，反馈传递
2、函数试求它们组成的负反馈传递函数。实验一MATLAB控制建模仿真实验过程、结果1、已知一微分方程描述系统的传递函数，试用MATLAB建立G(s)模型，其微分方程描述如下：实验程序：mun=[1,4,8];%分子多项式系数行向量den=[1,11,11,10];%分母多项式系数行向量G=tf(mun,den)%建立传递函数模型get(G)%显示f对向的特性实验结果：Transferfunction:s^2+4s+8------------------------s^3+11s^2+11s+10num:{[0148]}den:{[1111110]}Vari
3、able:'s'Ts:0ioDelay:0InputDelay:0OutputDelay:0InputName:{''}OutputName:{''}InputGroup:[1x1struct]OutputGroup:[1x1struct]6计算机控制技术上机实验教案Notes:{}UserData:[]结果可以表示为：2、已知某系统的传递函数求其分子分母多项式，绘制零极点图。实验程序：num=[1,4,8];%传递函数分子多项式行向量den=[1,11,11,10];%传递函数分母多项式行向量G=tf(num,den)%建立传递函数模型[tt,ff]
4、=tfdata(G,'v')%提取传递函数的分子和分母多项式[z,p,k]=tf2zp(num,den)%提取传递函数零极点和增益pzmap(G)%绘制零极点图Gridon%打开绘图网络格实验结果：Transferfunction:s^2+4s+8------------------------s^3+11s^2+11s+10tt=0148ff=1111110z=-2.0000+2.0000i-2.0000-2.0000ip=-10.0000-0.5000+0.8660i-0.5000-0.8660ik=1所以：零点Z=-2±2i；极点P=-10，-0
5、.5±0.866i；系统增益K=1。6计算机控制技术上机实验教案3、已知某系统的传递函数求其部分分式表达形式；求其零极点和状态空间模型。实验程序：num=[2,9,1];%传递函数分子多项式行向量den=[1,1,4,4];%传递函数分母多项式行向量[r,p,k]=residue(num,den)%求取传递函数部分分式表示G=tf(num,den);%建立传递函数模型gzpk=zpk(G)%求取传递函数零极点模型[z,p,k]=zpkdata(G,'v')gs=ss(G)%求取传递函数状态空间模型实验结果：r=1.6000-1.4500i1.6000+
6、1.4500i-1.2000p=-0.0000+2.0000i-0.0000-2.0000i-1.0000k=[]Zero/pole/gain:2(s+4.386)(s+0.114)---------------------(s+1)(s^2+4)z=-4.3860-0.1140p=-0.0000+2.0000i-0.0000-2.0000i-1.0000k=2a=x1x2x3x1-1-2-2x2200x3010b=u1x12x20x30c=x1x2x36计算机控制技术上机实验教案y112.250.25d=u1y10Continuous-timemod
7、el.实验结果可表示为：部分分式表达式：零极点表达式：状态空间表达式：4、已知两系统的传递函数，试求两系统串联、并联的传递函数。实验程序：num1=[6,12];%传递函数1的分子多项式系数行向量den1=[1,9,23,15];%传递函数1的分母多项式系数行向量num2=[1,2.5];%传递函数2的分子多项式系数行向量den2=[1,5,4];%传递函数2的分母多项式系数行向量[num3,den3]=series(num1,den1,num2,den2)%串联连接cl=tf(num,den)[num4,den4]=parallel(num1,den
8、1,num2,den2)%并联连接bl=tf(num4,den4)实验结果：num3=0006
