现代控制理论实验报告河南工业大学.doc

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1、河南工业大学现代控制理论实验报告姓名：朱建勇班级：自动1306学号：201323020601现代控制理论实验报告专业:自动化班级:自动1306姓名:朱建勇学号:201323020601成绩评定:一、实验题目：线性系统状态空间表达式的建立以及线性变换二、实验目的1.掌握线性定常系统的状态空间表达式。学会在MATLAB中建立状态空间模型的方法。2.掌握传递函数与状态空间表达式之间相互转换的方法。学会用MATLAB实现不同模型之间的相互转换。3.熟悉系统的连接。学会用MATLAB确定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

2、握将状态空间表达式转换为对角标准型、约当标准型、能控标准型和能观测标准型的方法。学会用MATLAB进行线性变换。三、实验仪器个人笔记本电脑MatlabR2014a软件四、实验内容1.已知系统的传递函数(a)(b)(c)（1）建立系统的TF或ZPK模型。（2）将给定传递函数用函数ss()转换为状态空间表达式。再将得到的状态空间表达式用函数tf()转换为传递函数，并与原传递函数进行比较。（3）将给定传递函数用函数jordants()转换为对角标准型或约当标准型。再将得到的对角标准型或约当标准型用函数tf()转换为传递函数，并与原传递函数进行比较。（4）

3、将给定传递函数用函数ctrlts()转换为能控标准型和能观测标准型。再将得到的能控标准型和能观测标准型用函数tf()转换为传递函数，并与原传递函数进行比较。2.已知系统的状态空间表达式(a)(b)(c)(d)（1）建立给定系统的状态空间模型。用函数eig()求出系统特征值。用函数tf()和zpk()将这些状态空间表达式转换为传递函数，记录得到的传递函数和它的零极点。比较系统的特征值和极点是否一致，为什么?（2）用函数canon()将给定状态空间表达式转换为对角标准型。用函数eig()求出系统特征值。比较这些特征值和（1）中的特征值是否一致，为什么?

4、再用函数tf()和zpk()将对角标准型或约当标准型转换为传递函数。比较这些传递函数和（1）中的传递函数是否一致，为什么?（3）用函数ctrlss()将给定的状态空间表达式转换为能控标准型和能观测标准型。用函数eig()求系统的特征值。比较这些特征值和（1）中的特征值是否一致，为什么?再用函数tf()将它们转换为传递函数。比较这些传递函数和（1）中的传递函数是否一致，为什么?五、实验步骤（a）1.1建立给定系统的状态空间模型。用函数eig()求出系统特征值。1.2用函数tf()和zpk()将这些状态空间表达式转换为传递函数，记录得到的传递函数和它的

5、零极点。1.3比较系统的特征值和极点是否一致，为什么?可以看出系统特征值和极点一致。经典控制理论传递函数的极点和现代控制理论系统矩阵的特征值都是系统固有特征值，其实质上是一样的，只是系统的表述方式不一样。2.1用函数canon()将给定状态空间表达式转换为对角标准型。用函数eig()求出系统特征值。比较这些特征值和（1）中的特征值是否一致，为什么?这些特征值和（1）中的一样，因为其实质上是一样的，只是系统的表述方式不一样。2.2再用函数tf()和zpk()将对角标准型或约当标准型转换为传递函数。比较这些传递函数和（1）中的传递函数是否一致，为什么?

6、比较可以看出这两个传函出现零极点对消。3.1用函数ctrlss()将给定的状态空间表达式转换为能控标准型和能观测标准型。用函数eig()求系统的特征值。比较这些特征值和（1）中的特征值是否一致，为什么?能控标准型：能观测标准型：特征值：可以看出这些特征值和（1）中一样，因为其实质上是一样的，只是系统的表述方式不一样。3.2再用函数tf()将它们转换为传递函数。比较这些传递函数和（1）中的传递函数是否一致，为什么?这些传函和（1）中一样，因为其实质上是一样的，只是系统的表述方式不一样。（b）1.1建立给定系统的状态空间模型。用函数eig()求出系统特

7、征值。1.2用函数tf()和zpk()将这些状态空间表达式转换为传递函数，记录得到的传递函数和它的零极点。比较系统的特征值和极点是否一致，为什么?可以看出系统特征值和极点一致。经典控制理论传递函数的极点和现代控制理论系统矩阵的特征值都是系统固有特征值，其实质上是一样的，只是系统的表述方式不一样。2.1用函数canon()将给定状态空间表达式转换为对角标准型。用函数eig()求出系统特征值。比较这些特征值和（1）中的特征值是否一致，为什么?2.2再用函数tf()和zpk()将对角标准型或约当标准型转换为传递函数。3.1用函数ctrlss()将给定的状

8、态空间表达式转换为能控标准型和能观测标准型。用函数eig()求系统的特征值。3.2再用函数tf()将它们转换为传递函数。比