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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与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界面下调试程序，并检查是否运行正确。题1.1已知
2、SISO系统的传递函数为（1）将其输入到MATLAB工作空间；（2）获得系统的状态空间模型。题1.2 已知SISO系统的状态空间表达式为，（1）将其输入到MATLAB工作空间；（2）求系统的传递函数。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
3、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2.1已知SISO系统的状态方程为（1），，求当t=0.5时系统的矩阵系数及状态响应；a=[01;-2-3];b=[3;0];>>expm(a*0.5)ans=0.84520.2387-0.47730.1292（2），，绘制系统的状态响应及输出响应曲线；（3），，绘制系统的状态响应及输出响应曲线
4、；（4），，绘制系统的状态响应及输出响应曲线；（5）在余弦输入信号和初始状态下的状态响应曲线。题2.2已知一个连续系统的状态方程是若取采样周期秒（1）试求相应的离散化状态空间模型；（2）分析不同采样周期下，离散化状态空间模型的结果。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、实验目的①学习系统状态能控性、能观测性的定义及判别方法；②通过用MATLAB编程、上机调试，掌握系统能控性、能观测性的判别方法，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
5、明参考教材P117~118“4.2.4 利用MATLAB判定系统能控性” P124~125“4.3.3 利用MATLAB判定系统能观测性”4、实验步骤①根据系统的系数阵A和输入阵B，依据能控性判别式，对所给系统采用MATLAB编程；在MATLAB界面下调试程序，并检查是否运行正确。②根据系统的系数阵A和输出阵C，依据能观性判别式，对所给系统采用MATLAB编程；在MATLAB界面下调试程序，并检查是否运行正确。③构造变换阵，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。题3.1 已知系数阵A和输入阵
6、B分别如下，判断系统的状态能控性，A=[6.666,-10.6667,-0.3333;1,0,1;0,1,2];>>B=[0;1;1];>>uc=[B,A*B,A^2*B];>>rank(uc)ans=3rank（uc）=3可控题3.2 已知系数阵A和输出阵C分别如下，判断系统的状态能观性。，a=[6.666,-10.6667,-0.3333;1,0,1;0,1,2];>>c=[1,0,2];>>uc=[c;c*a;c*a^2];>>rank(uc)ans=3rank(uc)=3可观题3.3 已知系统状态空间描述
7、如下（1）判断系统的状态能控性；（2）判断系统的状态能观测性；（3）构造变换阵，将其变换成能控标准形；（4）构造变换阵，将其变换成能观测标准形；实验4系统稳定性分析1、实验设备PC计算机1台，MATLAB软件1套。2、实验目的①学习系统稳定性的定义及李雅普诺夫稳定性定理；②通过用MATLAB编程、上机调试，掌握系统稳定性的判别方法。3、实验原理说明参考教材P178~181“5.3.4 利用MATLAB进行稳定性分析”4、实验步骤（1）掌握利用李雅普诺夫第一方法判断系统稳定性；（2）掌握利用李雅普诺夫第二方法判断系
8、统稳定性。题4.1 某系统状态空间描述如下（1）利用李雅普诺夫第一方法判断其稳定性；A=[02-1;512;-200];B=[1;0;-1];C=[110];D=[0];flag=0;[z,p,k]=ss2zp(A,B,C,D,1);disp('systemzero-points,pole-pointsandgainare:');zpkn=length(A);fori=1
