资源描述：
《现代控制理论实验用MATLAB分析状态空间模型.doc》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、实验报告实验名称用分析状态空间模型一、目的要求1.掌握线性定常系统的状态空间表达式。学会在中建立状态空间模型的方法。2.掌握传递函数和状态空间表达式之间相互转换的方法，学会用实现不同模型之间的状态转换。3.熟悉系统的连接，学会用确立整个系统的状态空间表达式和传递函数。4.掌握状态空间表达式的相似变换。掌握将状态空间表达式转换为对角标准型、约当标准型、能空标准型、能观标准型的方法。学会进行线性变换。二、原理简述1.现行定常系统的数学模型。2.传递函数模型（TF模型）。3.零极点增益模型（ZPK模型）。
2、4.状态空间模型（SS模型）。5.模型转换。6.状态空间表达式的相似变换。7.提供直接计算特征值和特征向量的的函数，其调用格式为（1）（2）计算广义向量需要符号计算箱的函数，其调用格式为（1）（2）8.通过线性变换可将状态空间表达式变换为约当标准型（包括对角标准型），能空标准型和能观标准型。提供的函数可将状态空间表达式变换为对角标准型和约当标准型，但该函数系统含有重特征值时效果不甚理想。三、仪器设备计算机，软件四、线路示图五、内容步骤1.已知系统的传递函数（1）建立系统的TF和ZPK模型；（2）见给
3、定的传递函数用函数ss（）转换成状态空间表达式。再将得到的状态空间表达式用函数tf()转换为传递函数并与原函数比较。（3）见给定的传递函数转换成对角标准型或者约当标准型。再将得到的对角标准型或者约当标准型用函数tf()转换为传递函数并与原函数比较。2．已知系统的传递函数建立其状态空间模型，并用ss2ss函数进行相似变换将其转换为对角标准型。六、数据处理1.z1=[];p1=[0-1-1-3];k=4;szpk=zpk(z1,p1,k)Zero/pole/gain:4---------------s(
4、s+1)^2(s+3)>>sss=ss(szpk)a=x1x2x3x4x10100x20-110x300-11x4000-3b=u1x10x20x30x42c=x1x2x3x4y12000d=u1y10Continuous-timemodel.>>stf=tf(sss)Transferfunction:4-------------------------s^4+5s^3+7s^2+3s>>csys=canon(sss,'model')Warning:Matrixisclosetosingularor
5、badlyscaled.Resultsmaybeinaccurate.RCOND=1.570092e-016.>Inss.canonat85a=x1x2x3x4x10000x20-100x300-10x4000-3b=u1x1-1x26.369e+015x36.369e+015x42.297c=x1x2x3x4y12-1.4141.414-0.1451d=u1y10Continuous-timemodel.>>stf1=tf(csys)Transferfunction:-0.6262s^2-5.21
6、2s-6-------------------------s^4+5s^3+7s^2+3s2.num=[6];den=[16116];stf=tf(num,den)Transferfunction:6----------------------s^3+6s^2+11s+6>>sss=ss(stf)a=x1x2x3x1-6-2.75-1.5x2400x3010b=u1x11x20x30c=x1x2x3y1001.5d=u1y10Continuous-timemodel.>>[q,d]=eig(a);q
7、,p=inv(q);csys=ss2ss(sss,p)???Undefinedfunctionorvariable'a'.>>[q,d]=eig(a);q,p=inv(q);csys=ss2ss(stf,p???[q,d]=eig(a);q,p=inv(q);csys=ss2ss(stf,p
8、Error:Incompleteormisformedexpressionorstatement.>>[q,d]=eig(a);q,p=inv(q);csys=ss2ss(stf,p)???Undefinedf
9、unctionorvariable'a'.>>a=[-6-2.75-1.5;400;010];b=[1;0;0];c=[001.5];d=0;>>sss1=ss(a,b,c,d);[q,d]=eig(a);q,p=inv(q);csys=ss2ss(sss1,p)q=-0.57970.40820.17410.7730-0.8165-0.6963-0.25770.40820.6963a=x1x2x3x1-3-8.438e-015-7.994e-015x21.155e-0
